Le gaz qui monte d'une cuve de fermentation

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · chimie (seconde), chapitre 1 — Identification des Espèces Chimiques · Tests caractéristiques des ions et des gaz

Énoncé

Dans une cuve où fermente du jus de raisin, un gaz incolore se dégage abondamment. On en recueille dans deux tubes.

Tube 1 : on y plonge une bûchette incandescente : elle s'éteint aussitôt.
Tube 2 : on fait barboter le gaz dans de l'eau de chaux limpide : elle se trouble.

1. Que conclut-on du tube 1 ? Ce résultat suffit-il à identifier le gaz ?<br> 2. Que conclut-on du tube 2 ? Identifier le gaz.<br> 3. L'équation de la réaction avec l'eau de chaux, de formule $Ca (OH) X_{2}$ , s'écrit $Ca (OH) X_{2} + CO X_{2} CaCO X_{3} ↓ + H X_{2} O$ . Vérifier qu'elle est ajustée.<br> 4. Pourquoi le troisième test au programme, l'approche d'une flamme, serait-il ici à la fois inutile et dangereux ?

Corrigé

1. Un test négatif. La bûchette incandescente se rallume en présence de dioxygène. Elle s'éteint : le gaz n'est pas du dioxygène. Mais un test négatif ne fait qu'exclure une espèce ; une foule de gaz éteignent une bûchette (diazote, dioxyde de carbone, vapeur d'eau). Il ne permet donc aucune identification.

2. Un test positif. Le trouble de l'eau de chaux est le test caractéristique du dioxyde de carbone $CO X_{2}$ : un précipité blanc de carbonate de calcium s'y forme. Le gaz de la cuve est du dioxyde de carbone, ce qui est cohérent avec une fermentation.

3. L'ajustement. À gauche : $1 Ca$ , $2 O$ et $2 H$ pour $Ca (OH) X_{2}$ , plus $1 C$ et $2 O$ pour $CO X_{2}$ , soit $1 Ca$ , $1 C$ , $4 O$ , $2 H$ . À droite : $CaCO X_{3}$ apporte $1 Ca$ , $1 C$ , $3 O$ et $H X_{2} O$ apporte $2 H$ , $1 O$ , soit les mêmes comptes. L'équation est ajustée.

4. La flamme. Ce test caractérise le dihydrogène, par une détonation. Il est inutile ici, les deux premiers tests ayant déjà identifié le gaz ; et il est dangereux, car on approche une flamme nue d'une cuve où s'accumulent des vapeurs inflammables issues de la fermentation.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.