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Physique-Chimie 1re

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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


1
À la découverte de l’oxydoréduction




Synthèse de l'activité

La couleur dorée est obtenu à l’aide du fer, oxydé en Fe2O3\text{Fe}_{2}\text{O}_{3} (2Fe3+(2\: \text{Fe}^{3+} et 3O2)3\:\text{O}^{2-}). Effectuer le même travail et retrouver l’équation bilan de la combustion du fer.


Doc. 1
La poudre noire

La poudre noire (mélange en différentes proportions de charbon C\text{C}, de soufre S\text{S} et de nitrate de potassium KNO3\text{KNO}_{3}), connue depuis le VIIIe siècle en Chine, est utilisée dans les fusées des feux d’artifice. Échauffés, les corps qui la constituent réagissent et provoquent l’explosion nécessaire à la propulsion du corps pyrotechnique.

Ce corps expulsé contient lui aussi de la poudre noire qui explosera dans le ciel grâce à une mèche-retard (allumée par la première explosion). Le mélange pyrotechnique subit une combustion, ce qui produit les couleurs que nous pouvons observer.
Poudre noire

Vocabulaire

  • Oxydant : espèce chimique susceptible de gagner un ou plusieurs électrons (e).(\text{e}^{-}).

  • Réducteur : espèce chimique susceptible de perdre un ou plusieurs électrons (e).(\text{e}^{-}).

Questions

Voir les réponses
1. Écrire l’équation bilan de la combustion du magnésium dans le dioxygène.


L’oxyde de magnésium MgO\text{MgO} formé est un solide ionique composé d’ions magnésium Mg2+\text{Mg}^{2+} et d’ions oxyde O2.\text{O}^{2-}.

2. Comment un atome de magnésium Mg\text{Mg} se transforme-t-il en ion Mg2+\text{Mg}^{2+} ? Traduire cette transformation par une demi-équation électronique. On note e\text{e}^{-} un électron échangé.


3. Reprendre la question 2. pour la molécule de dioxygène O2\text{O}_{2} se transformant en ion oxyde O2.\text{O}^{2-}.


4. Ces deux dernières équations sont appelées demi-équations électroniques. Retrouver, en les combinant, l’équation bilan de la réaction.



Par intuition

Quel est le principe d’une explosion et quel élément chimique est généralement concerné ?


Doc. 2
L’apparition des couleurs

L’explosion de la poudre noire a deux effets : apporter de l’énergie et du dioxygène. Pour obtenir la couleur blanche, c’est le magnésium qui est utilisé. Suite à l’apport d’énergie, le magnésium s’enflamme entraînant alors sa combustion dans le dioxygène pour former l’oxyde de magnésium MgO\text{MgO}.


Couleurs des feux d'artifice
De nombreuses couleurs peuvent être créées.

Compétence

RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique


Lors d’un feu d’artifice, chacun peut s’émerveiller devant les couleurs qui surgissent dans la nuit.

➜ Comment expliquer l’apparition de ces couleurs lors de l’explosion ?

Données

  • Couleurs et éléments chimiques :

Vert
Baryum (Ba(NO3)2)(\bf{\text{Ba}}(\bf{\text{NO}_{3})_{2}})
Bleu
Cuivre(Cu (\bf{\text{Cu}} et CuCl2) \bf{\text{CuCl}_{2}})
Orangé
Calcium (Ca(NO3)2)(\bf{\text{Ca}}(\bf{\text{NO}_{3})_{2}})
Jaune
Sodium (NaNO3)(\bf{\text{NaNO}_{3}})
Doré
Mélange fer, carbone, soufre
Rouge
Strontium (Sr(NO3)2)(\bf{\text{Sr}}(\bf{\text{NO}_{3}})_{2})
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