Calcite ou aragonite ?

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 2 — Des édifices ordonnés : les cristaux

Énoncé

On dispose de deux échantillons de carbonate de calcium $CaCO X_{3}$ , notés I et II. On mesure leur masse volumique : I donne $2, 71$ g $\cdot$ cm $^{- 3}$ , II donne $2, 93$ g $\cdot$ cm $^{- 3}$ . 1. Un élève conclut que les deux échantillons n'ont pas la même composition chimique. Est-ce exact ? 2. Identifier I et II. 3. Quel test simple, chimique, ne permettrait pas de les distinguer, et pourquoi ? 4. Proposer une méthode qui les distingue à coup sûr.

Corrigé

1. Non. L'énoncé indique que les deux échantillons ont la même formule $CaCO X_{3}$ . Une différence de masse volumique n'implique pas une différence de composition : elle peut venir d'une différence de structure. C'est précisément la définition du polymorphisme.

2. I est la calcite ( $2, 71$ g $\cdot$ cm $^{- 3}$ , système rhomboédrique) ; II est l'aragonite ( $2, 93$ g $\cdot$ cm $^{- 3}$ , système orthorhombique), dont l'empilement est plus compact.

3. Le test à l'acide chlorhydrique dilué : les deux font effervescence, puisque les deux sont des carbonates et libèrent du dioxyde de carbone. Un test qui interroge la composition ne peut pas distinguer deux polymorphes.

4. Il faut une méthode qui interroge la structure : la diffraction des rayons X, qui donne deux figures de diffraction distinctes, ou la spectroscopie infrarouge, dont les bandes diffèrent selon l'arrangement. On peut aussi observer la forme des cristaux et leurs clivages, mais c'est un indice, pas une preuve.

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