Tests d'identification : ions et gaz

Reconnaître une espèce chimique par une réaction observable et caractéristique.

1 L'idée

Un test d'identification consiste à ajouter un réactif caractéristique à un échantillon. Si une réaction visible se produit (précipité coloré, trouble, détonation…), on conclut sur la présence de l'espèce recherchée.

Un précipité est un solide qui se forme dans la solution. La réaction doit être spécifique : seul l'ion ou le gaz ciblé donne ce résultat.

2 Tests des ions en solution

Ion Cu²⁺

$\text{Cu}^{2+} \xrightarrow{+\,\text{NaOH}} \text{précipité bleu}$

Ion Fe²⁺

$\text{Fe}^{2+} \xrightarrow{+\,\text{NaOH}} \text{précipité vert}$

Ion Fe³⁺

$\text{Fe}^{3+} \xrightarrow{+\,\text{NaOH}} \text{précipité roux}$

Ion Cl⁻

$\text{Cl}^{-} \xrightarrow{+\,\text{AgNO}_3} \text{précipité blanc}$

Ion SO₄²⁻

$\text{SO}_4^{2-} \xrightarrow{+\,\text{BaCl}_2} \text{précipité blanc}$

3 Tests des gaz

Dioxygène O₂

$\text{O}_2 \xrightarrow{\text{braise}} \text{la braise se rallume}$

Dihydrogène H₂

$\text{H}_2 \xrightarrow{\text{flamme}} \text{détonation (pop)}$

CO₂

$\text{CO}_2 \xrightarrow{\text{eau de chaux}} \text{se trouble}$

4 Exemples de raisonnement

Identifier un ion

On prélève quelques mL de solution dans un tube à essais.

On ajoute quelques gouttes de soude (NaOH) : précipité vert.

Conclusion : la solution contient des ions $\text{Fe}^{2+}$ (fer II).

Identifier un gaz

On recueille le gaz dans un tube à essais retourné.

On approche une allumette enflammée : petite détonation.

Conclusion : le gaz est du dihydrogène $\text{H}_2$.

Méthode — réaliser un test d'identification

Prélever quelques mL de la solution (ou recueillir le gaz dans un tube retourné).
Ajouter quelques gouttes du réactif caractéristique (ou approcher la flamme/braise).
Observer : couleur du précipité, trouble, détonation.
Conclure en comparant l'observation au tableau de référence.

Erreurs fréquentes

$\text{Fe}^{2+}$ donne un précipité vert, $\text{Fe}^{3+}$ un précipité roux : même réactif (NaOH), couleurs différentes.
$\text{Cl}^{-}$ et $\text{SO}_4^{2-}$ donnent tous deux un précipité blanc, mais les réactifs diffèrent : $\text{AgNO}_3$ pour $\text{Cl}^{-}$, $\text{BaCl}_2$ pour $\text{SO}_4^{2-}$.
Pour $\text{H}_2$, le tube doit être retourné (gaz plus léger que l'air) avant d'approcher la flamme.
Un test négatif prouve seulement l'absence de l'ion ciblé, pas la pureté de la solution.