CultureSciencesChimie
Approche thermodynamique
L’idée que l'évolution d'un système possède une direction privilégiée est familière. Le transfert de chaleur d'un corps chaud vers un corps froid, la diffusion d'une goutte de colorant dans un verre d'eau, la transformation du bois en gaz et en cendres lors de sa combustion, la corrosion de métaux au contact de l'atmosphère ou de l'eau, la décomposition d'un organisme mort : autant de phénomènes physiques, chimiques, biologiques qui appartiennent à l'expérience de tous.
On appelle « carburants » les substances dont la combustion permet le fonctionnement des moteurs thermiques. L'énergie chimique contenue dans le carburant est donc destinée à être convertie en énergie mécanique. L'essence utilisée dans les voitures particulières est un cas particulier de carburant. Comme la plupart des carburants courants, l'essence est en fait un mélange de nombreuses espèces chimiques : plusieurs dizaines d'hydrocarbures « réservoirs d'énergie » et des additifs en faibles proportions introduits pour donner des propriétés particulières au mélange.
A partir d'une transformation physico-chimique quelconque, l'auteur exprime le quotient de réaction. Du cas général, l'auteur tire différentes expressions de ce quotient de réaction selon les hypothèses d'état des constituants chimiques intervenant dans la transformation.
Cette manipulation permet de mettre en évidence des complexes colorés du nickel (II), métal de transition, mais aussi la stabilité relative de ceux-ci. Les complexes de nickel seront préparés à partir de solutions aqueuses d'éthylènediaminetétraacétate (EDTA), d'ammoniac (NH3), d'éthylènediamine (en), de diméthylglyoxime (dmg).
Selon le pH de la solution, la couleur du jus de chou rouge évolue du rouge au jaune, en passant par toute une gamme de couleurs. Le chou rouge va donc pouvoir servir d'indicateur coloré acido-basique. Il va permettre de tester l'acidité de produits d'usage courant.
Dans cet article, les concepts fondamentaux sur l'acido-basicité en solvant non aqueux sont rappelés, comme les équilibres observés lors de la mise en solution d'un acide, la définition du pH, le domaine de pH accessible ainsi que l'échelle de pH... Ces différents concepts sont illustrés par le biais de courbes de titrage.
Cette expérience permet de montrer comment mettre en évidence la présence de dioxyde de carbone, et de montrer les limites de cette mise en évidence.
