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Réalisation de l'expérience
Le robinet à trois voies étant ouvert, amener la seringue à gaz
de gauche sur la position zéro puis remplir celle de droite avec
100 ml d'air. Régler maintenant le robinet à trois voies de telle
sorte que les deux seringues à gaz soient reliées entre elles, le
système étant néanmoins fermé vers l'extérieur. Pour vérifier
cet état de fait, envoyer par pression la totalité du volume d'air
dans la seringue à gaz de gauche puis l'aspirer à nouveau
dans celle de droite. Le volume d'air doit toujours être le même
après avoir procédé à ce va-et-vient.
On commence maintenant à chauffer le rouleau de fil de cuivre
avec une flamme lumineuse jusqu'à obtention d'une incande-
scence rouge foncé du cuivre. Amener alors le volume de gaz
plusieurs fois consécutives au-dessus du rouleau de fil de cui-
vre en faisant attention de réaliser cette opération lentement et
sans qu'aucune pression ne soit exercée. On observe une oxy-
dation du cuivre bien visible du fait de la coloration noire. Après
une première augmentation du volume (sous l'action de la cha-
leur), on constate une réduction du volume après le refroidisse-
ment. S'il a été utilisé un manomètre à tube plongeur, il est
alors possible d'adapter la pression intérieure à la pression ex-
térieure (compensation de pression). On voit que le volume a
diminué d'env. 20 ml.
La composition moyenne de l'air (sec, sans poussière) est la
suivante:
Azote (N
)
2
Oxygène (O
)
2
Gaz rares (surtout Ar)
Gaz carbonique (CO
)
2
Vu qu'il manque env. 20 ml du volume de gaz (=20%), on peut
donc en conclure qu'un composant de l'air, l'oxygène, a été
complètement supprimé.
Il est possible de vérifier les propriétés chimiques des 80 ml de
gaz résiduel: ce gaz qui ne brûle pas et n'entretient pas non
plus la combustion est appelé azote.
Le rouleau de fil de cuivre a pris une coloration noire lors de la
réaction, il s'est formé de l'oxyde de cuivre:
Cu + 1/2 O
L'oxyde de cuivre ainsi formé peut à nouveau être réduit en
cuivre en enlevant le rouleau de fil du tube à combustion, en le
tenant dans la flamme du brûleur à l'aide d'une pince à creuset
et en le plaçant dans un tube à essai rempli de 1 à 2 ml de
propanol-2 alors qu'il est encore chaud. Prudence! Tenir le tube
à essai à l'aide d'un support pour tubes à essai! Risque de
brûlure!
Le propanol-2 s'oxyde pour former de l'acétone et l'oxyde de
cuivre est alors réduit en cuivre.
Une fois le rouleau de fil de cuivre parfaitement sec, il peut être
réutilisé pour cette expérience.
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by Leybold Didactic GmbH,
Vol.%
Poids%
78,09
75,51
20,95
23,16
0,93
1,28
0,03
0,05
→ CuO
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Ejecución del ensayo
Con el grifo de tres vías abierto, ponga la jeringa izquierda en la
posición cero y llene la jeringa derecha con 100 ml de aire.
Luego, mueva las llaves del grifo de tres vías de tal manera que
ambas jeringas estén interconectadas, pero con el sistema cer-
rado hacia afuera. Para verificar esta situación, transporte todo
el aire hacia la jeringa izquierda y retórnelo a la jeringa de-
recha. El volumen de aire deberá permanecer constante de-
spués de haberlo transportado de un lado para otro.
Después de ello empiece a calentar el rollo de tela metálica de
cobre mediante una llama luminosa hasta que el cobre tenga
un color rojo vivo oscuro. Conduzca el aire lentamente, varias
veces y sin presionar mucho, hacia la tela metálica. Observe la
oxidación del cobre, que se puede reconocer claramente por la
coloración negruzca que toma. Primeramente se tiene un au-
mento de volumen causado por el efecto de la temperatura;
después del enfriamiento el volumen se reduce. Si ha imple-
mentado un manómetro de inmersión, entonces es posible ad-
aptar la presión interna a la presión externa (compensación de
presión). Claramente se observará que el volumen disminuye
en aprox. 20 ml.
La composición media del aire (seco, sin polvo) es:
Nitrógeno (N
)
2
Oxígeno (O
)
2
Gases nobles
(preponderantemente
Ar)
Dióxido de carbono
(CO
)
2
Como faltan aprox. 20 ml del volumen de gas (=20%), se puede
concluir que un componente del aire, el oxígeno, ha sido ex-
traído completamente.
El gas restante de unos 80 ml puede ser verificado conforme a
sus propiedades químicas: es inerte y ahoga la combustión.
Como producto de la reacción, la tela metálica se ha ennegreci-
do, esto es, se ha formado óxido de cobre:
Cu + 1/2 O
Este óxido de cobre puede ser reducido nuevamente a cobre.
Para ello retire la tela metálica del tubo de combustión; mediante
una pinza para crisol manténgala en una llama de combustión y
todavía caliente, déjela deslizar en un tubo de ensayo, el cual
debe contener 1 a 2 ml de propanol-2. ¡Cuidado! ¡Sujete el tubo
de ensayo con un soporte de tubo de ensayo! ¡Hay peligro de
quemarse!
El propanol-2 se oxida formando acetona y el óxido de cobre se
reduce a cobre.
Después de que la tela metálica de cobre se haya secado com-
pletamente, podrá ser empleada nuevamente para este mismo
ensayo.
Volumen en %
Peso en %
78,09
75,51
20,95
23,16
0,93
1,28
0,03
0,05
→ CuO
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Printed in the Federal Republic of Germany
Technical alterations reserved
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