Les Indicateurs de Réaction Chimique

1.Observation des réactions et interprétations

a) Mélange A : HCl + Na₂S₂O₃

Observation :

On observe une solution claire, sans changement de couleur, sans formation de particules et sans bulles.

Lorsqu’on verse l’acide chlorhydrique (HCl) dans la solution de thiosulfate de sodium (Na₂S₂O₃), on place en solution deux types d’ions :

• H⁺ et Cl^– (provenant de HCl)
• Na⁺ et S₂O₃^2– (provenant de Na₂S₂O₃)

Pour qu’une réaction chimique soit visible, il faut qu’un nouvel assemblage d’ions forme soit :

• un solide insoluble (précipité) visible,
• un gaz visible sous forme de bulles,
• un changement de couleur de la solution.

Ici, aucun couple d’ions ne se combine pour donner un solide ou du gaz, et la couleur reste la même. Tout reste dissous dans l’eau.

Conclusion :

Pas de réaction chimique, la solution reste identique.

b) Mélange B : HCl + BaCl₂

Observation :

Solution toujours limpide, aucune bulle, pas de dépôt. Les ions en présence sont : H⁺, Cl^–, et Ba²⁺.

Pour créer un solide, Ba²⁺ devrait rencontrer un anion qui forme un composé insoluble. Or les seuls anions disponibles sont Cl^–, et le chlorure de baryum (BaCl₂) est déjà soluble.

Il n’y a pas de gaz non plus, car aucun ion ne réagit pour former du CO₂ ou un autre gaz.

Conclusion :

Pas de réaction chimique, la solution reste transparente.

c) Mélange C : Na₂SO₄ + BaCl₂

Observation :

Apparition immédiate d’une poudre blanche (turbidité). Dans la solution initiale, on a : Na⁺ et SO₄^2– d’un côté, Ba²⁺ et Cl^– de l’autre. Lorsque Ba²⁺ rencontre SO₄^2–, ces deux ions se combinent pour donner du sulfate de baryum (BaSO₄), qui ne se dissout pas dans l’eau. Le BaSO₄ se forme sous forme de petites particules solides qui rendent la solution trouble. Ces particules solides sont appelées « précipité ».

Equation :

\[ \mathrm{Na_2SO_4(aq) + BaCl_2(aq) \longrightarrow BaSO_4(s)\downarrow + 2\,NaCl(aq)} \]

Conclusion :

Il y a une réaction chimique : une précipitation de sulfate de baryum solide.

d) Mélange D : HCl + eau de chaux (Ca(OH)₂ sat.)

Observation :

La solution claire devient trouble, avec un dépôt blanc. L’eau de chaux est une solution contenant du Ca(OH)₂ dissous et parfois un peu de CO₂ de l’air. Quand on ajoute un acide (HCl), l’acide réagit avec le carbonate présent pour former du carbonate de calcium (CaCO₃) solide :
\[ \mathrm{Ca^{2+}(aq) + CO_3^{2-}(aq) \longrightarrow CaCO_3(s)\downarrow} \]

Le CaCO₃ apparaît sous forme de petites particules blanches, rendant la solution trouble (turbidité).

Si l’on ajoute encore plus d’acide, ce précipité réagit à nouveau pour se dissoudre :
\[ \mathrm{CaCO_3(s) + 2\,HCl(aq) \longrightarrow CaCl_2(aq) + CO_2(g)\uparrow + H_2O(l)} \]

Gaz dégagé :

Dioxyde de carbone (CO₂), visible en bulles.

Conclusion :

Il y a bien deux réactions successives : formation puis dissolution du précipité, avec dégagement de CO₂.

2. Équation chimique pour le mélange C

Equation :

\[ \mathrm{Na_2SO_4(aq) + BaCl_2(aq) \longrightarrow BaSO_4(s)\downarrow + 2\,NaCl(aq)} \]

Qui réagit ?

Les ions SO₄^2– et Ba²⁺, présents respectivement dans le sulfate de sodium et le chlorure de baryum, se combinent.

Produit solide :

Le sulfate de baryum (BaSO₄) se forme sous forme d’un solide blanc insoluble.

3. Disparition de la turbidité dans D et gaz dégagé

La turbidité disparaît car l’excès d’ions H⁺ fournis par l’acide provoque la dissolution du précipité de carbonate de calcium.

Réaction de dissolution :

\[ \mathrm{CaCO_3(s) + 2\,HCl(aq) \longrightarrow CaCl_2(aq) + CO_2(g) + H_2O(l)} \]

Gaz formé :

Le dioxyde de carbone (CO₂) se libère sous forme de petites bulles qui remontent à la surface.

4. Importance des indicateurs de réaction et exemple quotidien

Rôle des indicateurs :

• Ils signalent qu’une réaction chimique a eu lieu grâce à un changement visible (changement de couleur, formation de dépôt, bulles).
• Ils aident à comprendre la nature de la réaction (acide-base, oxydation, précipitation…).

Exemple quotidien :

Le papier pH (tournesol) change de couleur : il devient rouge en présence d’un acide fort et bleu en présence d’une base forte, indiquant clairement l’acidité ou la basicité d’une solution.