Cette séance de laboratoire est consacrée à l'enseignement et à la pratique de l'identification des propriétés acido-basiques et de la mesure du pH dans diverses substances, qu'elles soient liquides ou solides. L'objectif principal est de familiariser les étudiants avec les techniques de laboratoire nécessaires pour déterminer les niveaux de pH et d'améliorer leur compréhension du comportement acido-basique des substances grâce à une variété d'outils et de méthodologies.
Objectifs Éducatifs
- Comprendre les concepts de pH : Les participants approfondiront le concept de pH et son rôle dans le reflet du caractère acido-basique d'une substance, dans le but de renforcer leur compréhension des propriétés chimiques.
- Utilisation des indicateurs de pH : Les élèves seront initiés à l'utilisation de différents indicateurs de pH, tels que le papier tournesol (rouge et bleu), le papier indicateur de pH et les indicateurs universels, pour déterminer qualitativement la nature acido-basique des solutions.
- Précision des pH-mètres : La séance enseignera aux étudiants l'utilisation précise des pH-mètres numériques pour des mesures de pH précises, en soulignant l'importance de l'exactitude dans l'analyse chimique.
- Compétences en préparation de solutions : Les participants développeront leurs compétences en manipulation et en préparation de solutions pour les tests de pH, améliorant ainsi leurs capacités pratiques en chimie.
- Techniques d'observation et de mesure : Le laboratoire favorisera la compréhension pratique des étudiants sur la manière d'observer et de mesurer les propriétés chimiques dans un environnement contrôlé.
Cette séance de laboratoire offre une exploration complète des techniques de mesure du pH, essentielles pour comprendre les propriétés chimiques des substances. En combinant des aperçus théoriques avec des activités pratiques, les étudiants se familiariseront non seulement avec diverses méthodes de détermination du pH, mais affineront également leurs compétences de laboratoire. Cette expérience souligne l'importance d'une mesure précise du pH pour comprendre le comportement acido-basique des substances, offrant ainsi des éclairages précieux sur l'application pratique des principes de chimie.
Protocole
PARTIE 1 : Déterminer le caractère acido-basique et le pH d'une substance liquide
- Mesurer 20 mL de la solution 1 à l'aide de l'éprouvette graduée.
- Pour 20 mL de la solution 1 dans un bécher de 50 mL.
- Trempez-y un papier tournesol rouge.
- Puis trempez un papier tournesol bleu.
- Enfin, trempez un papier indicateur de pH.
- Comparez les couleurs obtenues avec celles disponibles sur le tableau des pH.
- Rincez l'éprouvette graduée à l'eau distillée.
- Répétez les étapes 1 à 7 avec les substances 2 et 3.
PARTIE 2 : Déterminer le pH d'une substance liquide à l'aide d'un indicateur universel
- À l'aide de la pipette, prélever la solution 1 du bécher de 50 mL.
- Puis vide la pipette dans le puits n° 1 de la plaque de microtitration.
- Ajouter une goutte d'indicateur universel de pH dans le même puits.
- Mélanger à l'aide de la tige de verre.
- Compare la couleur obtenue avec celles disponibles sur le tableau des pH.
- Répétez les étapes 1 à 5 avec les substances 2 et 3.
PARTIE 3 : Déterminer précisément le pH d'une substance liquide
- Plongez l'électrode du pH-mètre dans le bécher contenant la solution 1.
- Lisez les mesures sur l'affichage numérique.
- Rincer l'électrode à l'eau distillée.
- Sécher l'électrode avec du papier absorbant.
- Répétez les étapes 1 à 4 avec les substances 2 et 3.
PARTIE 4 : Déterminer le pH d'une substance solide
- Peser environ 1,8 g de poudre de sulfate d'ammonium à l'aide de la balance électronique.
- Mesurez 100 ml d'eau distillée à l'aide d'une éprouvette graduée.
- Versez la poudre de sulfate d'ammonium pesée dans un bécher de 250 mL.
- Versez le contenu de la éprouvette graduée dans le même bécher.
- Remuer à l'aide de la tige de verre pendant 5 secondes.
- Trempez un papier tournesol rouge dans le bécher de 250 mL contenant la solution de sulfate d'ammonium
- Trempez un papier de tournesol bleu dans le bécher de 250 ml contenant la solution de sulfate d'ammonium
- Plongez une bande de papier indicateur de pH dans le bécher de 250 mL contenant la solution de sulfate d'ammonium.
- Comparez les couleurs obtenues avec celles disponibles sur le tableau des pH.
- Immergez l'électrode du pH-mètre dans la solution de sulfate d'ammonium.
- Lisez la mesure sur l'écran numérique.
- Rincer l'électrode à l'eau distillée.
- Sécher l'électrode avec du papier absorbant.
Résultats attendus
Étapes 1, 2 et 3
- La solution 1 testée est composée de 5% dans de l'acide éthanoïque (v/v). Son pH est d'environ 2,4.
- La solution testée 2 est une solution de NaOH 0.1M. Le pH est d'environ 13.
- La solution testée 3 est de l'eau distillée. Le pH est d'environ 7.
- Le papier tournesol rouge vire au bleu si la solution est alcaline.
- Le papier tournesol bleu vire au rouge si la solution est acide.
Étape 4
- La solubilité du sulfate d'ammonium est de 700 g/L, il se dissoudra donc complètement.
- Le pH de la solution de sulfate d'ammonium est d'environ 2,6.
Résumé du devoir par tranche d'âge
Niveaux 3-5 (âges 8-10)
- Concentre-toi: Introduction de base aux concepts de pH et mesures simples.
- ActivitésObservation des changements de pH à l'aide de papier tournesol, démonstrations simples de solutions acides et basiques, instructions de sécurité de base.
De la 6e à la 8e année (11-13 ans)
- Concentre-toi: Compréhension intermédiaire du pH et des propriétés acido-basiques.
- ActivitésUtilisation de papier indicateur de pH et d'indicateurs universels pour tester diverses substances, mesure du pH avec des pH-mètres numériques, préparation de solutions pour les tests de pH, suivi de protocoles de sécurité détaillés.
Secondaire 3-5 (14-18 ans)
- Concentre-toi: Compréhension avancée des concepts de pH, des techniques de mesure précises et de l'analyse chimique.
- ActivitésUtilisation d'une variété d'indicateurs de pH, mesure précise du pH avec des pH-mètres numériques, préparation et manipulation de solutions pour les tests, observation détaillée et enregistrement des résultats, respect des protocoles de sécurité avancés.
Essentiels de laboratoire
Instruments
- Verre à mesure (250 ml)
- Plaque de seau
- Gouttes
- Balance électronique
- Tige de verre
- Éprouvettes graduées (25 ml et 100 ml)
- Essuie-tout
- pH-mètre
- Spatule (1 ml)
- Tableau du pH
Produits
- Sulfate d'ammonium (poudre)
- Indicateur de pH (liquide)
- Liquides non identifiés (#1, #2 et #3)