Science et technologie s1511

Les principaux tests d'identification utilisés en laboratoire

Il existe d'autres tests qui permettent d'identifier précisément des substances.

Test d’identification de certains gaz

Cette section explique les manipulations à suivre pour déterminer la nature de certains gaz.

Les gaz sont parfois difficiles à identifier. Cependant, à l’aide de tests simples, il est facile de reconnaître le dioxygène |\left( O_2 \right)|, le dihydrogène |\left( H_2 \right)| et le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone |\left( CO_2 \right)|. En effet, chacun de ces gaz se comporte d’une façon différente lorsqu'ils sont mis à proximité d'une flamme, d'un tison ou de l'eau de chaux.

Il existe donc trois tests permettant d'identifier la nature des gaz.

Test de la flamme

Le test de la flamme permet d'identifier la présence de dihydrogène |\left( H_2 \right)| dans un récipient.

Matériel

  • Éprouvette avec bouchon contenant le gaz inconnu
  • Support à éprouvettes
  • Éclisse de bois
  • Allumettes
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité

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Puisque les gaz sont souvent plus légers que l'air, il est recommandé de laisser l'éprouvette à l'envers dans le support à éprouvettes afin d'éviter que le gaz ne s'échappe.

Manipulations

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  1. Allumer une éclisse de bois afin d'obtenir une flamme vive.

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    Il faut travailler de manière sécuritaire lorsqu'on manipule des allumettes.

  2. Ouvrir l'éprouvette contenant le gaz et y insérer rapidement l'éclisse de bois enflammée.

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    Comme il a été mentionné plus tôt, il est préférable de tenir l'éprouvette à l'envers (bouchon vers le bas) afin de s'assurer que tout le gaz demeure à l'intérieur de l'éprouvette.

Si c'est possible, il est recommandé de refaire l'expérience une deuxième fois afin de valider les résultats expérimentaux obtenus la première fois.

Résultats 

Si on entend une petite explosion, il est possible de conclure que le gaz inconnu est du dihydrogène. 

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Cependant, pour toute autre réaction, le gaz n'est pas du dihydrogène. Il faut donc procéder à d'autres tests pour confirmer l'identité du gaz.

Il est possible que la flamme s'éteigne lors de ce test. Bien que le dioxyde de carbone |\left( CO_2 \right)| puisse éteindre la flamme, il est recommandé de procéder au test de l'eau de chaux afin de valider cette observation.

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Test du tison

Le test du tison permet d'identifier la présence de dioxygène |\left( O_2 \right)| dans un récipient.

Matériel

  • Éprouvette avec bouchon contenant le gaz inconnu
  • Support à éprouvettes
  • Éclisse de bois
  • Allumettes
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité

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Puisque les gaz sont souvent plus légers que l'air, il est recommandé de laisser l'éprouvette à l'envers dans le support à éprouvettes afin d'éviter que le gaz ne s'échappe.

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Manipulations

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  1. Allumer une éclisse de bois.

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    Il faut travailler de manière sécuritaire lorsqu'on manipule des allumettes.

  2. Éteindre l'éclisse de bois afin d'obtenir un tison.

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  3. Ouvrir l'éprouvette contenant le gaz et y insérer rapidement le tison.

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    Comme il a été mentionné plus tôt, il est préférable de tenir l'éprouvette à l'envers (bouchon vers le bas) afin de s'assurer que tout le gaz demeure à l'intérieur de l'éprouvette.

Si c'est possible, il est recommandé de refaire l'expérience une deuxième fois afin de valider les résultats expérimentaux obtenus la première fois.

Résultats 

Si le tison se rallume, il est possible de conclure que le gaz inconnu est du dioxygène.

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Cependant, pour toute autre réaction, le gaz n'est pas du dioxygène. Il faut donc procéder à d'autres tests pour confirmer l'identité du gaz.


Test de l'eau de chaux

Le test de l'eau de chaux permet d'identifier la présence de dioxyde de carbone |\left( CO_2 \right)| dans un récipient.

Matériel

  • Éprouvette avec bouchon contenant le gaz inconnu
  • Support à éprouvettes
  • Compte-gouttes
  • Eau de chaux |\left( CaCO_3 \right)|
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité
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Puisque les gaz sont souvent plus légers que l'air, il est recommandé de laisser l'éprouvette à l'envers dans le support à éprouvettes afin d'éviter que le gaz ne s'échappe.

Manipulations

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  1. Insérer environ 2 à 3 ml d'eau de chaux dans l'éprouvette contenant le gaz à identifier.

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  2. Refermer rapidement l'éprouvette avant de l'agiter.

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Résultats 

Si le liquide devient blanc ou laiteux, il est possible de conclure que le gaz inconnu est du dioxyde de carbone.

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Cependant, si le liquide demeure incolore, le gaz n'est pas du dioxyde de carbone. Il faut donc procéder à d'autres tests pour confirmer l'identité du gaz.

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Test de la couleur de la flamme pour certains sels

Cette section explique les manipulations à suivre pour déterminer la nature de certains sels.

De façon générale, les sels qui ne sont pas dissous ressemblent à de petits cristaux. À l’œil nu, ces cristaux sont très semblables et même avec l’utilisation d’une loupe ou d’un binoculaire, il est extrêmement difficile de voir la différence entre certains sels. Une bonne façon de les identifier est de les mettre en présence d’une flamme et d’en observer la couleur.

Matériel

  • Sel à identifier
  • Spatule
  • Eau (ou alcool, selon la nature du sel)
  • Éprouvette
  • Bouchon de caoutchouc
  • Tige métallique à boucle
  • Allumettes
  • Brûleur
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité
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Manipulations

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  1. Prendre la pointe d'une spatule de sel et déposer ce sel dans l'éprouvette.

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  2. Ajouter de l'eau jusqu'aux deux-tiers de l'éprouvette.

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  3. Bien brasser l'éprouvette.

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  4. Mettre la boucle de la tige métallique dans le liquide de l'éprouvette.

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  5. Allumer le brûleur afin d'obtenir une flamme vive.

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    Il faut travailler de manière sécuritaire lorsqu'on utilise un brûleur.

  6. Placer la boucle de la tige métallique vis-à-vis la flamme. Observer les couleurs produites.
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Résultats 

La couleur que prendra la flamme produite par la combustion du sel dépend habituellement du cation métallique qu’il contient. Ce tableau représente la couleur que prendra un sel en fonction du cation métallique.

​Cation ​​Cuivre ​|\left( Cu^{2+} \right)|​Baryum ​|\left( Ba^{2+} \right)|​Strontium ​|\left( Sr^{2+} \right)|
​Couleur de la flamme
​Vert-bleu​Vert pâle- jaune
​Rouge
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​​Potassium |\left( K^{+} \right)|
​​Lithium ​|\left( Li^{+} \right)|
​Sodium ​|\left( Na^{+} \right)|
​Lilas​Rose fuchsia
​Jaune orangé
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Test d’identification de la présence d’eau

Cette section explique les manipulations à suivre pour déterminer si une solution contient de l'eau.

Il existe un petit test simple qui permet de savoir si une substance liquide contient ou non de l’eau. Il s’agit de tremper un papier de dichlorure de cobalt. Ce papier a généralement une couleur bleu poudre et il réagit spécifiquement avec l'eau pour obtenir une couleur rosée.


Matériel

  • Solution à identifier
  • Pince brucelle
  • Papier de dichlorure de cobalt
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité
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Manipulations

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  1. Prendre une languette de papier de dichlorure de cobalt avec une pince brucelle.
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    Il n'est pas utile de tremper complètement le papier de dichlorure de cobalt dans le liquide. Puisque le papier est maintenu par la pince brucelle, cette dernière pourrait être contaminée si elle est trempée dans le liquide. Si la pince entre en contact avec le liquide, il faut la laver avant de la réutiliser.

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    De plus, il ne faut pas prendre le papier de dichlorure de cobalt avec ses mains pour le tremper dans le liquide. Puisque la nature de la substance est inconnue, il peut être dangereux de tremper ses doigts dans certains liquides. Il est donc préférable de travailler en tout temps avec des pinces brucelles.

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  2. Tremper l'extrémité libre du papier de dichlorure de cobalt dans le liquide inconnu.
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  3. Observer la couleur du papier de dichlorure de cobalt.
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  4. Jeter le papier de dichlorure de cobalt utilisé et nettoyer le matériel.

Dans certains contextes, pour éviter des contaminations croisées, il est préférable d'utiliser un compte-gouttes pour faire le test du papier de dichlorure de cobalt. Il suffit de prélever quelques gouttes de la solution à identifier et de les déposer sur un morceau de papier de dichlorure de cobalt placé dans un verre de montre.
(photo)

Résultats 

Les résultats suivants peuvent être obtenus.

  • Si le papier de dichlorure de cobalt devient rosé, la solution contient de l'eau. Il n'est pas possible de savoir la quantité d'eau, ni si la solution est constituée d'eau pure. Toutefois, il est possible d'affirmer que le liquide contient de l'eau.
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  • Si le papier de dichlorure de cobalt ne change pas de couleur, c'est-à-dire qu'il demeure bleu, la solution ne contient pas d'eau.
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La réaction de l'eau avec le papier de dichlorure de cobalt est considérée comme étant réversible. Si on faisait sécher le papier de dichlorure de cobalt après son utilisation, il retrouverait sa couleur bleue.

La réaction au papier de dichlorure de cobalt

Les vidéos
Les exercices
Les références