Obtention de l’oxyde cuivrique à partir de l’hydroxyde de cuivre II.

 

 

A.   But et principe

 

            Nous allons ici réaliser la transformation de l’hydroxyde de cuivre (composé gélatineux difficilement séparable et purifiable) en oxyde de cuivre facilement purifiable qui constitue de plus un composé aux nombreuses applications : utilisation en tant que colorant de la porcelaine et point de départ pour la synthèses de divers composés du cuivre.

 

 

B.   Matériel et produits nécessaires

 

 
  1. 2 béchers de 150 ml
  2. Un agitateur en verre
  3. Une éprouvette graduée
  4. Une plaque chauffante
  5. Papier filtre
  6. Ensemble de filtration sous vide (trompe à eau, fiole à vide et filtre Buchner)
  7. Hydroxyde de cuivre Cu(OH)2
  8. Eau distillée
  9. Gants et lunettes

 

C.   Mode opératoire.

 

ATTENTION : TRAVAIL SOUS HOTTE OBLIGATOIRE.

 

  1. Peser 10 grammes d’hydroxyde de cuivre Cu(OH)2 et les introduire dans un bécher de 150 ml.
  2. Ajouter 50 ml d’eau distillée.
  3. Mélanger et porter à ébullition sur la plaque chauffante tout en agitant régulièrement pour éviter une ébullition irrégulière qui entraînerait des projections de solution.
  4. Chauffer jusqu’à ébullition puis abaisser la température de la plaque chauffante pour conserver une ébullition douce.

Continuer de chauffer en agitant jusqu’à ce que tout l’hydroxyde de cuivre (de couleur bleue) se soit transformé en oxyde de cuivre noir.

  1. Laisser refroidir puis filtrer sous vide à l’aide d’un filtre de type Buchner.
  2. Laver le bécher avec deux portions d’eau distillée pour transférer l’oxyde de cuivre vers le filtre.
  3. Laver le précipité par trois portions d’eau distillée de 10 ml.
  4. Transvaser le précipité lavé dans un second bécher de 150 ml posé sur la plaque chauffante et chauffer le précipité jusqu’à l’obtention d’une fine poudre de couleur noire. Agiter régulièrement en écrasant les agrégats.
  5. Récupérer l’oxyde de cuivre noir et stockez-le.

 

 

 

D.   Explication et résultats.

 

         Nous avons ici une réaction de déshydratation de l’hydroxyde de cuivre Cu(OH)2 (s) en oxyde cuivrique CuO (s) selon la réaction :

 

            Cu(OH)2 → CuO (s) + H2O

 

            L’hydroxyde est en effet un composé peu stable. Ainsi, en faisant bouillir une solution aqueuse de cet hydroxyde, il se déshydrate, et ce même en présence d’eau.  

 

            L’oxyde cuivrique CuO obtenu est insoluble dans l’eau, ce qui permet de l’extraire par simple filtration. Les lavages successifs vont éliminer les impuretés pouvant résulter de la synthèse de l’hydroxyde (voir manipulation précédente), les nitrates et l’hydroxyde de sodium étant très soluble dans l’eau.

 

            Nous séchons ensuite l’oxyde sur la plaque chauffante en éliminant toute trace d’eau, ce qui permettre d’obtenir l’oxyde anhydre sous forme d’une fine poudre noire.

            Notons que cette opération de séchage peut s’effectuer dans une étuve à la température de 100°C, mais durera alors plus longtemps (au minimum deux heures).

 

            Bien qu’il n’y est pas ici manipulation de substances dangereuses, le travail sous hotte est obligatoire en raison de la faculté qu’ont les particules d’oxyde de cuivre de se pulvériser et donc d’être respirées.

           

 

E.    Présentation des produits utilisés : risques et sécurité.

 

Lors de cette réaction chimique, nous avons manipulés les produits suivants :

 

-         Hydroxyde de cuivre : Cu (OH)2 ; Irritant

Risques : R 36 : Irritant pour les yeux.

Sécurité : S 23 : Ne pas respirer les aérosols.

            S 24/25 : Eviter le contact avec la peau et les yeux.

            S 26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste.

            S 36/37 : Porter un vêtement de protection et des gants appropriés.

S 46 : En cas d’ingestion, consulter immédiatement un médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette.

 

-         Oxyde de cuivre : CuO ; Nocif

Risques : R 22 : Nocif en cas d’ingestion

Sécurité : S 22 : Ne pas respirer les poussières.