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L’acide sulfurique concentré est un oxydant plus puissant que certains des halogénures du groupe 17. Lors de l’ajout de quelques gouttes d’acide sulfurique concentré à des échantillons d’halogénures solides, des émanations de différents gaz peuvent se produire et ensuite être testées avec différents réactifs. Lequel des énoncés suivants est exact ? (A) Les émanations vert pâle de chlore gazeux font passer le papier tournesol du rouge au bleu. (B) Les émanations violettes d’iode gazeux font passer le papier tournesol du rouge au bleu. (C) Les émanations rouge-orange de brome gazeux font passer l'indicateur d’amidon au jaune. (D) Les émanations violettes d’iode gazeux font passer l'indicateur d’amidon au jaune. (E) Les émanations rouge-orange de brome gazeux font passer l'indicateur d’amidon au bleu.
Les éléments du groupe 17 que nous rencontrons le plus souvent en chimie sont le fluor, le chlore, le brome et l’iode. Ces éléments s'appellent collectivement des halogènes. Puisque ces éléments non métalliques sont très réactifs, ils sont le plus souvent rencontrés dans la nature sous forme d’ions halogénures. Ces ions chargés négativement sont appelés fluorure, chlorure, bromure et iodure. Les ions halogénures sont souvent rencontrés dans des échantillons de sels d’halogénures solides. À titre d'exemple, l’iodure de potassium contient des ions iodure. Le chlorure de sodium solide, utilisé comme sel de table, contient des ions chlorure. En ajoutant quelques gouttes d’acide sulfurique concentré à des échantillons contenant divers halogénures solides, nous pouvons observer des réactions intéressantes.
Avec tous les sels d’halogénures solides, nous pouvons observer des émanations d’un blanc vaporeux. Ces émanations blanches et vaporeuses sont causées par la formation d’halogénures d’hydrogène. Il s’agit respectivement de fluorure d’hydrogène, de chlorure d’hydrogène, de bromure d’hydrogène et d’iodure d’hydrogène. Tous ces halogénures d’hydrogène sont des gaz acides et leur présence fait immédiatement passer le papier tournesol humide du bleu au rouge. Il est important de noter ici qu'aucune réaction d’oxydoréduction ne s’est produite lors de la formation de ces halogénures d’hydrogène gazeux. En fait, dans le cas des fluorures solides et des chlorures solides, les ions fluorure et chlorure ne peuvent pas du tout être oxydés par l’acide sulfurique concentré. En effet, l’acide sulfurique concentré n’est pas un agent oxydant suffisamment puissant pour oxyder les ions fluorure ou chlorure. Avec les ions fluorure et chlorure, aucun autre produit n'est formé et nous ne pouvons faire aucune autre observation.
Lors de la réaction entre un sel de bromure solide et de l'acide sulfurique concentré, d’autres réactions d’oxydoréduction ont lieu. Des émanations orange-rouge de brome sont observées et du dioxyde de soufre, un gaz acide incolore, est également produit. Lors de la réaction de l’acide sulfurique concentré avec un sel d’iodure solide, une vapeur violette est observée. Cette réaction est relativement exothermique et elle produit de l’iode qui se vaporise pour générer des émanations violettes. En plus de l’iode formé, les produits de la réduction de l’acide sulfurique peuvent inclure du dioxyde de soufre, du soufre et du sulfure d’hydrogène. Le sulfure d’hydrogène, ou H2S, a une odeur d'œufs pourris. L’une des caractéristiques les plus remarquables de ces réactions est la formation d'émanations orange-rouge de brome gazeux lorsqu'un bromure solide réagit avec de l’acide sulfurique concentré.
La présence de brome peut être testée avec du papier indicateur d’amidon humide, qui passera au jaune. L’autre caractéristique notable de la réaction d’un iodure solide avec de l’acide sulfurique concentré est la production d'émanations violettes de vapeur d’iode. Ces émanations font passer le papier indicateur d’amidon humide au bleu ou bleu-noir. Vous pouvez remarquer, encore une fois, que dans le cas des fluorures solides et des chlorures solides, ces réactions ne produisent pas de fluor gazeux ou de chlore gazeux.
Examinons maintenant chacun des énoncés afin de déterminer lequel constitue la bonne réponse. Le premier énoncé suggère que des émanations vert pâle de chlore gazeux font passer le papier tournesol du rouge au bleu. Le chlore gazeux est effectivement un gaz vert pâle. Mais il fait passer le papier tournesol humide du bleu au rouge avant de le blanchir. Il ne fait donc pas passer le papier tournesol du rouge au bleu. En fait, aucun chlore gazeux n’est produit à partir des chlorures solides lors de la réaction avec l’acide sulfurique concentré. Il ne s'agit donc pas de la bonne réponse.
L'énoncé suivant suggère que des émanations violettes d’iode pourraient être produites, ce qui ferait passer le papier tournesol du rouge au bleu. Nous avons vu que de l’iode peut être produit par ces réactions. Et en phase vapeur, l'iode a effectivement une couleur violette. Or, le test pour la vapeur d’iode fait passer le papier indicateur d'amidon humide au bleu. Il ne fait pas passer le papier tournesol du rouge au bleu et il ne s'agit donc pas de la bonne réponse.
L’énoncé suivant suggère que des émanations orange-rouge de vapeur de brome seront produites, ce qui fera passer l'indicateur d'amidon humide au jaune. Nous avons vu que de la vapeur de brome peut être produite par la réaction entre des bromures solides et de l’acide sulfurique concentré. La vapeur de brome est de couleur orange-rouge et fait passer le papier indicateur d’amidon au jaune. Il pourrait donc s'agir de la bonne réponse.
Nous avons seulement besoin de vérifier les deux derniers énoncés pour nous en assurer. L’énoncé (D) suggère que les émanations violettes d’iode feront passer le papier indicateur d’amidon au jaune. Nous savons que ces réactions peuvent produire de l’iode gazeux, mais ce dernier fera plutôt passer l'indicateur d’amidon au bleu. Il ne s'agit donc pas de la bonne réponse. Le dernier énoncé suggère que les vapeurs de brome formées feront passer le papier indicateur d’amidon au bleu. Puisque les vapeurs de brome font plutôt passer le papier indicateur d’amidon au jaune, il ne s'agit pas de la bonne réponse.
Le seul énoncé qui est exact en ce qui concerne un halogénure solide réagissant avec de l’acide sulfurique concentré implique que les émanations rouge-orange de brome gazeux font passer l'indicateur d’amidon au jaune lorsqu'elles se forment. « Les émanations rouge-orange de brome gazeux font passer l'indicateur d’amidon au jaune » est la bonne réponse.
