Bien sûr, une fois que tu sais ce que tu cherches, il est facile de distinguer une tortue serpentine alligator des rochers qui l'entourent, et tu ne confondrais certainement pas sa langue avec un ver ! Ces traits physiques rendent simplement la tortue encore plus identifiable.
Mais certaines choses ne sont pas si faciles à distinguer, et c'est souvent le cas en chimie. Par exemple, de nombreux anions négatifs, tels que les ions chlorure, les ions bromure et les ions iodure, sont à la fois incolores et inodores lorsqu'ils sont aqueux. Comment peut-on les distinguer ? Pour aider à identifier les ions négatifs en solution, les scientifiques utilisent des tests pour les anions.
Ah, la cueillette des mûres - cette tradition britannique automnale par excellence. Les mûres sauvages sont savoureuses, abondantes, faciles à repérer et difficiles à confondre avec quoi que ce soit d'autre. Mais la cueillette d'autres aliments sauvages peut présenter un peu plus de risques. Par exemple, tu ne dois jamais cueillir les champignons que tu trouves lorsque tu te promènes dans la campagne, à moins d'être accompagné d'un expert. En effet, de nombreux types de champignons toxiques ressemblent à s'y méprendre à des champignons parfaitement comestibles. Deux champignons apparemment identiques peuvent en fait être des espèces totalement différentes - l'une pouvant être consommée sans danger, l'autre étant extrêmement mortelle. Les conséquences d'une erreur d'identification peuvent être fatales. Veux-tu vraiment prendre ce risque ?
Nous retrouvons souvent des situations similaires en chimie. De nombreuses espèces se ressemblent dans certaines situations, et il est important de pouvoir les distinguer. Par exemple, plusieurs anions, tels que les ions sulfate, carbonate et halogénure, sont tous incolores et inodores lorsqu'ils sont en solution aqueuse - comment les distinguer ? Pour aider à identifier les ions négatifs en solution, les scientifiques utilisent des tests pour les anions.
- Cet article est consacré aux tests de détection des anions en chimie.
- Nous commencerons par un aperçu des tests pour les anions en solution aqueuse, y compris leur importance et leurs utilisations.
- Nous examinerons ensuite de plus près les tests pour les anions carbonate, sulfate et halogénure.
- Ensuite, nous rassemblerons nos connaissances dans un tableau pratique sur les tests pour les anions.
- Enfin, nous comparerons les tests pour les anions et les cations.
Recherche d'anions dans les solutions aqueuses
Si tu as lu l'article Analyse chimique, tu sais que les techniques d'analyse jouent un rôle important dans de nombreux domaines de notre vie. Par exemple, elles sont utilisées dans les industries manufacturières, en médecine, dans les stations d'épuration, etc. L'analyse chimique sert à identifier certaines espèces dans un composé ou une solution. Cela peut nous aider à déterminer les produits d'une réaction, à détecter les polluants et à améliorer la sécurité des produits.
Un exemple d'analyse chimique est le test des ions négatifs, que l'on appelle anions. Tous les tests consistent à ajouter un certain réactif à une solution aqueuse et à observer les résultats. Comme toutes les techniques d'analyse appropriées, nous essayons de choisir des tests qui donnent des résultats distincts et uniques pour un seul ion. Par exemple, le test peut former un précipité coloré ou libérer un certain gaz, qui peut ensuite être identifié.
Pourquoi une solution aqueuse? Eh bien, rappelle-toi que nous trouvons de nombreux ions dans les sels ioniques. Sous forme solide, les ions sont étroitement liés entre eux par des liaisons ioniques fortes, mais lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, les ions sont libres de se déplacer. Ils peuvent alors réagir avec les réactifs que nous leur ajoutons. En outre, le fait de réaliser le test en solution nous permet de voir les précipités solides qui se forment ou les gaz qui se dégagent.
Dans cet article, nous verrons comment tester les anions suivants :
- Lesions carbonates (CO32-).
- Lesions sulfate (SO42-).
- Lesions halogènes. Nous nous attacherons en particulier à identifier les ions chlorure, bromure et iodure (Cl-, Br- et I-).
Test pour les anions : Avantages et inconvénients
Les tests de détection des anions que nous allons explorer dans cet article sont tous bon marché, simples à réaliser et utilisent des réactifs facilement accessibles. Cependant, ils ne sont pas parfaits. Voici quelques-uns de leurs inconvénients :
- Les tests pour les anions ne sont pas aussi exacts, sensibles ou précis que d'autres techniques d'analyse chimique, telles que la spectroscopie d'émission de flamme.
- Ils ne peuvent pas être utilisés sur des échantillons à l'état de traces et ne permettent pas de déterminer la concentration.
- Elles peuvent également donner des résultats ambigus.
- Par exemple, il peut être difficile de faire la distinction entre les ions bromure et les ions iodure, comme tu le découvriras plus tard. Cela signifie que tu dois effectuer d'autres tests pour les différencier.
- De nombreux tests pour les anions forment un précipité ou libèrent un gaz. Tu pourrais théoriquement mesurer la masse du précipité formé ou le volume du gaz libéré, et t'en servir pour déterminer les niveaux d'anions dans ta solution. Cependant, la procédure est délicate et les risques d'erreur sont nombreux. Par conséquent, il est préférable d'utiliser les tests pour les anions de manière qualitative et non quantitative.
- D'un autre côté, comme les tests ne sont que qualitatifs, ce n'est pas grave si tu ne mesures pas tes solutions ioniques et tes réactifs avec une précision de 100 % !
Test pour les anions : les carbonates
Tout d'abord, explorons le test des ions carbonates (CO32-). La plupart des sels de carbonate sont insolubles et ne peuvent pas être identifiés de cette façon, mais certains carbonates se dissolvent dans une solution aqueuse et peuvent donc être testés. Les sels de carbonate solubles comprennent le sodium, le lithium, le potassium, l'ammonium et de nombreux carbonates d'uranium.
Voici comment procéder :
- Ajoute environ 10 cm3 d'une solution ionique aqueuse dans un tube à essai.
- À l'aide d'une pipette, ajoute quelques gouttes d'un acide dilué, comme l'acide chlorhydrique (HCl), dans le tube à essai.
- Si la solution contient des ions carbonate, la réaction dégagera des bulles de gaz carbonique, que nous pouvons tester :
- Fixe un bouchon et un tuyau au sommet du tube à essai pour recueillir le gaz dégagé.
- Fais barboter le gaz à travers de l'eau de chaux claire.
- Si le gaz est du dioxyde de carbone, l'eau de chaux deviendra trouble.
Le dégagement de gaz carbonique, que nous confirmons à l'aide du test de l'eau de chaux, nous indique que notre solution contient des ions carbonate.
Fig. 1 : Schéma illustrant le test de détection des ions carbonate. Du dioxyde de carbone est libéré, ce qui rend l'eau de chaux claire trouble.StudySmarter Originals
Test pour les anions : les sulfates
Prochaine étape : le test des ions sulfate (SO42-). Au lieu de libérer un gaz, ce test utilise une réaction de précipitation. Nous ajoutons des réactifs spécifiques à une solution ionique, et si un précipité blanc se forme, nous savons que nous avons des ions sulfate entre les mains.
Pour effectuer le test de détection des ions sulfate:
- Ajoute environ 10 cm3 d'une solution ionique aqueuse dans un tube à essai.
- À l'aide d'une pipette, ajoute quelques gouttes d'acide chlorhydrique (HCl) dans le tube à essai.
- Ajoute ensuite quelques gouttes de solution de chlorure de baryum (BaCl2).
- Si la solution ionique contient des ions sulfate, un précipité blanc laiteux se formera.
Fig. 2. Schéma illustrant le test de détection des ions sulfate. Un précipité blanc indique un résultat positif.StudySmarter Originals
Explication du test de détection des ions sulfate
Tu te demandes ce qu'est le précipité blanc ? Il s'agit en fait de sulfate de baryum (BaSO4), un composé ionique insoluble. Le BaSO4 se forme lorsque les ions baryum du BaCl2 aqueux réagissent avec les ions sulfate de ta solution, et nous utilisons ce précipité pour confirmer la présence d'ions sulfate. Cependant, le baryum peut également former des précipités blancs avec d'autres ions, comme les ions carbonates. C'est pourquoi nous ajoutons du HCl avant de pipeter notre BaCl2 - cela permet d'éliminer les ions carbonate de la solution afin qu'ils ne puissent pas donner un résultat faussement positif, en utilisant la même réaction que le test pour les carbonates que nous avons examiné il y a quelques instants.
Tu n'es pas obligé de t'en tenir au chlorure de baryum et à l'acide chlorhydrique, tu sais. En fait, tu peux utiliser n'importe quel composé de baryum soluble, à condition d'utiliser un acide contenant le même ion. Par exemple, tu peux utiliser dunitrate de baryum et de l'acide nitrique dilué. Plutôt sympa, non ?
Teste les anions : Les halogénures
Pour finir, voyons comment identifier les ions halogénures en solution. Tu peux le faire de multiples façons, mais aujourd'hui, nous allons découvrir leur réaction avec une solution de nitrate d'argent. Cette méthode particulière est un autre exemple de réaction de précipitation et permet de tester les ions chlorure (Cl-), bromure (Br-) et iodure (l-). Nous pouvons même utiliser ce test pour faire la distinction entre les trois !
Voici comment procéder :
- Ajoute environ 10 cm3 d'une solution ionique aqueuse dans un tube à essai.
- À l'aide d'une pipette, ajoute quelques gouttes d'acide nitrique dilué (HNO3 ) dans le tube à essai.
- Ajoute ensuite quelques gouttes de solution de nitrate d'argent (AgNO3).
- Si la solution ionique contient des ions halogénures, un précipité se forme. Le précipité trouble généralement tout le tube à essai, et sa couleur dépend de l'ion halogénure lui-même :
- Un précipité blanc signifie que la solution contient des ions chlorure.
- Un précipité crème signifie que la solution contient des ions bromure.
- Un précipité jaune signifie que la solution contient des ions iodure.
Fig. 3. Schéma illustrant le test de détection des ions halogénures. Un précipité indique un résultat positif. Nous pouvons utiliser la couleur du précipité pour identifier l'ion halogénure.StudySmarter Originals
Tu auras peut-être du mal à distinguer le précipité de bromure crémeux du précipité d'iodure légèrement jaune. Heureusement, il existe d'autres tests que nous pouvons effectuer pour faire la distinction entre les deux. Tu apprendras à les connaître si tu étudies la chimie au niveau A.
Explication du test pour les ions halogénures
Dans ce test, notre précipité est un halogénure d'argent ionique. Si notre solution contient des ions chlorure, nous produisons de l'AgCl; si notre solution contient des ions bromure ou des ions iodure, nous produisons respectivement de l 'AgBr ou de l' AgI. Ces composés ioniques sont insolubles et précipitent donc hors de la solution.
Comme pour le test du sulfate, l'acide est utilisé pour éliminer les carbonates. Ceux-ci formeraient également un précipité blanc. Mais note que nous ne pouvons pas utiliser l'acide chlorhydrique ici - il contient des ions chlorure et donnerait donc un résultat faussement positif !
Tableau des tests pour les anions
Te souviens-tu de tous les tests pour les anions que nous avons appris aujourd'hui ? Si ce n'est pas le cas, ne t'inquiète pas - voici un tableau pratique sur les tests pour les anions qui résume les trois tests. Nous avons inclus le nom de l'ion, les réactifs nécessaires au test, le résultat positif auquel tu dois t'attendre et toute autre remarque.
| Ion | Réactif(s) | Résultat positif | Remarques | |
| Carbonate | Acide dilué (tel que l'acide chlorhydrique) | Des bulles de dioxyde de carbone se dégagent | Le gaz de dioxyde de carbone rend l'eau de chaux claire trouble. | |
| Sulfate | Acide chlorhydrique + solution de chlorure de baryum | Formation d'un précipité blanc | ||
| Halogénure | Chlorure | Acide nitrique dilué + solution de nitrate d'argent | Formation d'un précipité blanc | |
| Bromure | Formation d'un précipité crème | Effectue d'autres tests pour faire la distinction entre les deux. | ||
| Iodure | Formation d'un précipité jaune | |||
Recherche d'anions et de cations
Cet article s'est concentré sur le test des anions, comme ceux que l'on trouve dans une solution aqueuse d'un composé ionique dissous. Les anions sont des ions négatifs. Mais n'oublie pas que les composés ioniques contiennent aussi des ions positifs. On les appelle des cations. Comment peut-on les tester ?
Il existe deux méthodes principales pour tester les cations :
- Nous pouvons identifier certains cations métalliques à l'aide d'un test à la flamme. Il s'agit de tremper un fil de nichrome dans une solution ionique et de le maintenir dans la flamme d'un bec Bunsen. La flamme change de couleur en fonction de l'ion métallique présent dans la solution. Par exemple, les ions potassium font brûler la flamme d'un violet brillant, tandis que les ions calcium produisent une flamme rouge brique.
- Tous les cations métalliques ne changent pas la couleur de la flamme. Cependant, nous pouvons détecter d'autres cations à l'aide du test de l'hydroxyde de sodium. Ce test consiste à ajouter progressivement de l'hydroxyde de sodium (NaOH) à une solution ionique jusqu'à ce qu'il soit en excès. Les ions hydroxydes réagissent avec les ions métalliques en solution et forment un précipité. Nous pouvons utiliser la couleur et la solubilité de ces précipités pour nous aider à déterminer l'identité du cation métallique.
Nous ne nous pencherons pas ici sur les tests à la flamme et le test à l'hydroxyde de sodium. Cependant, tu dois les connaître pour tes examens du GCSE. Jette un coup d'œil à bla bla et au test de l'hydroxyde de sodium pour plus d'informations.
Test pour les anions - Principaux enseignements
- Lestests pour les an ions sont une forme d'analyse chimique utilisée pour identifier les ions négatifs dans une solution aqueuse.
- Les scientifiques ont trouvé différentes façons de tester les anions carbonate, sulfate et halogénure. Les tests libèrent tous un gaz ou forment un précipité, ce qui nous permet d'identifier l'ion négatif.
- L'ajout d'un acide dilué à des ions carbonate aqueux libère du dioxyde de carbone gazeux.
- L'ajout d' acide chlorhydrique et d'une solution de chlorure de baryum à des ions sulfate aqueux forme un précipité blanc.
- L'ajout d'acide nitrique dilué et d'une solution de nitrate d'argent à desions halogénures aqueux forme un précipité. Les différents ions halogénures donnent des précipités de couleurs différentes.
- Les tests pour les anions sont bon marché et simples àréaliser. Cependant, ils sont moins précis et moins sensibles que d'autres techniques d'analyse. En outre, ils sont qualitatifs et non quantitatifs.
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