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Vidéo de question : Interpréter une flamme orange produite par un sel de chlorure Chimie

Lorsqu’un métal alcalin est dissout dans l’acide chlorhydrique et analysé en utilisant un test à la flamme, une flamme orange intense est observée. Pourquoi pourrait-on avoir besoin de davantage d’informations pour confirmer l’identité du métal présent dans l’échantillon ? [A] La couleur orange est difficile à différencier de la couleur de la flamme du bec Bunsen. [B] La couleur orange de la flamme est produite par les chlorures de fer. [C] Le métal alcalin produisant la flamme orange peut être présent à titre de contaminant. [D] La couleur orange de la flamme est produite par le solvant. [E] Plus d’un métal alcalin produit une flamme orange lors d’un test à la flamme.

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Transcription de vidéo

Lorsqu’un métal alcalin est dissout dans l’acide chlorhydrique et analysé en utilisant un test à la flamme, une flamme orange intense est observée. Pourquoi pourrait-on avoir besoin de davantage d’informations pour confirmer l’identité du métal présent dans l’échantillon ? (A) La couleur orange est difficile à différencier de la couleur de la flamme du bec Bunsen. (B) La couleur orange de la flamme est produite par les chlorures de fer. (C) Le métal alcalin produisant la flamme orange peut être présent à titre de contaminant. (D) La couleur orange de la flamme est produite par le solvant. (E) Plus d’un métal alcalin produit une flamme orange lors d’un test à la flamme.

Cette question porte sur le comportement des métaux alcalins lors d’un test de laboratoire simple appelé test à la flamme. Les métaux alcalins font partie du groupe 1 dans le tableau périodique et les plus courants sont le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium et le césium. Lors d’un test à la flamme, un petit échantillon de métal ou de composé métallique est dissout dans de l’acide chlorhydrique. Tous les métaux alcalins réagissent avec l’acide chlorhydrique. En fait, les métaux alcalins et les sels de métaux alcalins réagissent avec l’acide chlorhydrique et seront transformés en sels de chlorure métallique. L'objectif de la transformation de l'échantillon en une solution de sel de chlorure métallique vise à ce qu'ils soient facilement vaporisés dans la flamme du bec Bunsen lors du test à la flamme.

L'étape suivante du test à la flamme consiste à plonger une boucle propre faite en fil de platine ou de nichrome dans la solution de l’échantillon de chlorure métallique. La boucle est ensuite introduite dans une flamme chaude ou non lumineuse du bec Bunsen. Si l’échantillon produit une couleur distincte dans la flamme, celle-ci est notée. Il est important d’utiliser une flamme non lumineuse du bec Bunsen étant donné qu'elle nous permet de débuter avec une couleur très pâle. La flamme non lumineuse est produite lorsque l'entrée d’air du bec Bunsen est complètement ouverte, ce qui produit une flamme bleu très pâle.

Dans notre question, nous pouvons constater qu’une flamme orange intense a été observée lors du test à la flamme. Le choix de réponse (A) suggère que la couleur orange est difficile à différencier de la couleur de la flamme du bec Bunsen. Dans ce contexte, le mot « différencier » signifie distinguer ou faire la différence. Puisque la flamme non lumineuse du bec Bunsen est très pâle, il est vraiment facile d'observer la couleur produite par le sel métallique dans la flamme. Le choix de réponse (A) est donc inapproprié.

Le principe d'un test à la flamme est qu’il peut être utilisé pour identifier un métal à partir de son spectre d’émission. Dans ce contexte, la couleur de la flamme produite peut être utilisée pour identifier le métal. Le test à la flamme est décrit comme étant un test qualitatif, car il ne nous indique pas la quantité de métal qui est présente. Il suggère plutôt l’identité possible du métal. Tous les métaux alcalins du groupe 1 produisent des couleurs de flamme caractéristiques lors d'un test à la flamme. Le lithium produit une flamme rouge à pourpre. Le sodium produit une flamme orange à jaune ou jaune doré intense. Le potassium produit une flamme lilas ou rose, tandis que le rubidium produit une flamme rouge à violette. Enfin, les composés contenant du césium produisent une flamme bleue à violette. Nous pouvons constater que tous les métaux alcalins produisent des couleurs de flamme nettement différentes. Puisque nous observons une flamme orange intense dans notre question, il est probable qu'il s'agisse d’un composé contenant du sodium.

Le choix de réponse (E) suggère que plus d’un métal alcalin produit une flamme orange lors d’un test à la flamme. Il s'agit clairement d'une affirmation incorrecte, car le seul métal alcalin qui produit une flamme orange intense est le sodium. La couleur orange qui est observée ici est produite lorsque les électrons sur les orbitales de faible énergie, ou les orbitales à l’état fondamental, sont excitées par la flamme chaude d'un bec Bunsen. Les électrons absorbent l’énergie de la flamme et passent à des orbitales d'énergie plus élevée. Lorsque les électrons reviennent sur les orbitales de plus faible énergie, l’énergie peut être libérée sous forme de lumière visible si elle est incluse dans la partie visible du spectre électromagnétique.

Le choix de réponse (B) suggère que la couleur orange de la flamme est produite par les chlorures de fer, alors que le choix de réponse (D) suggère que la couleur orange de la flamme est produite par le solvant. La couleur orange de la flamme est produite par les atomes de sodium. Elle est causée par le fait que des électrons excités dans les atomes de sodium reviennent vers des niveaux d’énergie plus faible, ce qui libère de la lumière orange visible. Aucune lumière visible n’est émise lorsque les électrons excités dans les ions chlorure reviennent à leur état fondamental. Les ions chlorure dans les chlorures métalliques préparés à partir de l’échantillon dans cette question ne produiront aucune couleur dans la flamme. Le choix de réponse (B) n’est donc pas la bonne réponse.

Le choix de réponse (D) suggère que la couleur orange est produite par le solvant. Il s’agit de la substance utilisée pour dissoudre l’échantillon. En fait, le solvant ici est de l'eau qui ne contient pas d’électrons excitables pour produire une couleur de flamme. Le choix de réponse (D) n’est donc pas non plus la bonne réponse.

Le choix de réponse (C) suggère que le métal alcalin produisant la flamme orange peut être présent à titre de contaminant. Nous avons vu que le sodium est le métal alcalin qui produit une flamme orange. Cependant, lorsqu’il est présent à titre de contaminant, d’autres métaux seront également présents. Le sodium se trouve simplement à être également présent. Même à de très faibles concentrations, les atomes de sodium produisent une flamme orange-jaune très intense lors d'un test à la flamme, ce qui peut facilement masquer ou dissimuler toutes les autres couleurs produites par les autres atomes qui peuvent également être présents. En raison de la capacité de masquage des atomes de sodium lors d'un test à la flamme, si une flamme orange est observée, il peut être nécessaire d’effectuer d’autres tests pour confirmer la présence de d'autres métaux. Le choix de réponse (C) est donc la bonne réponse.

Par conséquent, pour répondre à la question : « Lorsqu’un métal alcalin est dissout dans l’acide chlorhydrique et analysé en utilisant un test à la flamme, une flamme orange intense est observée. Pourquoi pourrait-on avoir besoin de davantage d’informations pour confirmer l’identité du métal présent dans l’échantillon? », le métal alcalin produisant la flamme orange peut être présent à titre de contaminant est la bonne réponse.

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