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Un étudiant a voulu détecter si des ions nitrate étaient présents dans une solution. Il a d’abord ajouté du sulfate de fer(II) à la solution avant d’ajouter lentement de l’acide sulfurique concentré. Il a constaté la formation de deux couches avec un anneau coloré à l’interface. Si des ions nitrate étaient présents, quelle devrait être la couleur de l’anneau ?
Le but de cette réaction est de détecter la présence d’ions nitrate. En d’autres termes, il s’agit d’un test pour les ions nitrate. Lorsqu’on réalise cette expérience et que des ions nitrate sont présents, un anneau d’une certaine couleur apparaît. Pour mieux comprendre le test et déterminer la couleur de cet anneau, étudions les réactions qui se produisent.
Tout d’abord, nous avons une solution inconnue qui, on pense, contient des ions nitrate. Pour simplifier, disons qu’elle contient du nitrate de sodium, bien que n’importe quel cation fonctionne pour cet exemple. On ajoute d’abord du sulfate de fer(II) à cette solution. L’autre réactif est l’acide sulfurique. Et les produits de cette réaction sont le sulfate de fer(III), le sulfate de sodium, l’eau et l’oxyde nitrique. L’équation peut être équilibrée avec les coefficients écrits ici. Les produits importants sont les ions fer(III), l’eau et l’oxyde nitrique.
Les prochaines étapes de la réaction sont un peu plus compliquées, mais il y a juste quelque chose que nous avoir en tête. Six molécules d’eau se fixent sur un fer placé au centre pour former un ion complexe [Fe(H2O)6]2+. L’oxyde nitrique élimine l’une des molécules d’eau de l’ion, créant ainsi l’ion [Fe(H2O)5(NO)]2+ et une molécule d’eau. C’est l’ion clé, le produit final de cette réaction. Il s’avère qu’il a une couleur brune distincte. Lorsqu’on ajoute du sulfate de fer(II) et de l’acide sulfurique à une solution qui contient effectivement des ions nitrate, c’est cet ion qui se forme.
Puisque l’anneau brun est facilement observable dans le tube à essai lorsque ce test est réalisé en laboratoire, il s’agit d’un test fiable pour la présence d’ions nitrate. Ce test est même appelé le test de l’anneau brun. Donc, dans cette situation, si des ions nitrate étaient présents, l’anneau devrait être brun.
