Jan 30 2008

Labo : And the winner is … électronégativité des halogènes

Publié par le 10:28 dans expériences,la matière

print.gifBien que le modèle de la formation des molécules sur la base de la règle de l’octet (duet) ne soit qu’un modèle simple et simpliste, il marche plutôt bien dans la plupart des cas rencontrés dans le secondaire. « Obtenir la structure électronique du gaz rare le plus proche dans le tableau périodique » serait le leitmotiv pour tout élément qui se respecte. Ainsi, il est aisé de prévoir qu’un alcalin perdra un électron (et deviendra cation) alors qu’un halogène en gagnera un (et deviendra anion). halogenes1.jpg

Mais au sein d’une même famille, tous les éléments ne sont pas à la même enseigne. La tendance se marque plus ou moins fortement. Et là intervient l’électronégativité. L’électronégativité (représentée par χ ou ε) est une caractéristique essentielle d’un élément : Est-il avide de capter un électron ou, au contraire, cherche-t-il à en perdre ?

C’est en 1932 que le futur prix Nobel (de chimie en 1954 et de la paix pour son opposition au nucléaire militaire en 1962), Linus Pauling, établit une première échelle en donnant au fluor, élément le plus électronégatif, une valeur de 4 et au francium (l’élément le moins électronégatif) une valeur de 0,7. Pour en savoir plus sur le comment du pourquoi (à moins que ce soit l’inverse 😉 ) de ces échelles … wikipedia.
C’est à partir de l’étude de l’électronégativité que nous pouvons décider du caractère ionique ou covalent d’une liaison, du caractère polaire ou non d’un composé …


Principe de la manipulation


La manipulation proposée ici va permettre de classer trois halogènes, le chlore, le brome et l’iode, en fonction de leurs électronégativités repectives.

Le principe est simple : Opposer un halogène neutre (Cl°, Br°, I°) et un halogène anionique (Cl, Br ou I) … l’halogène neutre sera-t-il capable d’arracher l’électron à l’halogène anionique ? Si oui, il est plus électronégatif. En réalisant une série de joutes, deux à deux, il va être possible de classer ces trois éléments.

Et comment savoir qui est le vainqueur ? Les halogènes donnent dans un solvant organique comme le cyclohexane une couleur caractéristique : jaune pour le chlore, orange pour le brome et rose pour l’iode.



Les étapes de la manipulation


La manipulation (mode opératoire détaillé ici) va se dérouler en trois étapes :

  • Etape n°1 : la préparation des solutions KCl, KBr et KI à 4% (K+ est un ion spectateur que vous pouvez remplacer par du Na+ par exemple). Les solutions d’eau de chlore (la « recette » dans l’article précédent), de brome ou d’iode auront été préparées par le professeur;
  • Etape n°2 : On met en présence 2 mL des solutions réalisées plus haut avec 1 mL de cyclohexane … on observe la couleur;
  • Etape n°3 : Les joutes. Dans un tube à essais on met en présence 1 mL de cyclohexane, 2 mL d’un halogène neutre et 2 mL d’halogène anionique. On agite vigoureusement et on observe la couleur du cyclohexane (due à la présence de l’halogène neutre, le perdant de la joute).

Il ne reste plus qu’à interpréter les résultats et à conclure.

halogenes2.jpg

Quelques liens utiles

6 nombreuses réponses

6 Responses to “Labo : And the winner is … électronégativité des halogènes”

  1. annie T.on 01 Fév 2008 at 6:45

    Je pinaille un peu … et je trouve l’expérience décrite interessante mais peut être pas pour mettre en évidence directement les différences d’électronégativite des halogènes : je trouve qu’elle permet de classer les halogènes selon leur pouvoir oxydant …. en solution aqueuse !
    L’électronégativité est une caractéristique atomique , valable pour un atome isolé qui permet de conclure quant à la polarité plus ou moins grande de la liaison qu’un atome va établir avec un autre …
    Le rapport entre l’électronégativité et le pouvoir oxydant du corps simple diatomique solvaté par l’eau ne me semble pas évident de même que le rapport entre l’électronégativité et le pouvoir réducteur de l’anion solvaté par l’eau … mais on peut peut être établir ces rapports.
    Je pinaille un peu, parce que j’ai un peu mauvais esprit … mais cette expérience est astucieuse et on peut en tirer des conclusions interessantes.
    Donc on ne prend pas ce message pour une critique mais pour un encouragement !

  2. adminon 01 Fév 2008 at 8:08

    Disons que … fondamentalement vous avez raison.

    Mais, il faut savoir que je m’adresse ici à un public de 4e belge (2de en France, je crois) . La chimie en est à ses balbutiements et pour expliquer les liaisons nous devons faire appel à la notion d’électronégativité. L’atome aime-t-il l’électron ? Un peu, beaucoup … ? Vision simpliste je l’avoue.

    Les calculs de Pauling risquent de voler au dessus de la tête des élèves alors qu’une expérience assez visuelle (des couleurs) et amusante (qui va gagner l’électron ? qui sera vainqueur de la joute ?) illustrera de façon mémorable (rêvons un peu) le phénomène même si on est un peu (beaucoup ?) à côté de la rigueur scientifique.

    Plus tard, on affinera encore et encore …

    Merci pour vos encouragements et vos analyses pointues. J’apprécie beaucoup.

  3. annie T.on 02 Fév 2008 at 4:46

    Tout à fait d’accord avec vous. Je ne résiste pas au plaisir de faire un commentaire quand il me vient spontanément à l’esprit mais c’est un commentaire pour prof !! pas pour jeune élève et j’ai bien conscience que le purisme est sclérosant.
    On doit accepter de déformer pour faire passer certaines notions et c’est trop facile de ne jamais descendre de son piedestal pour ne pas se mêler de vulgarisation ! C’est facile , peu courageux et nuisible à l’attrait des sciences. Donc n’ayons jamais de complexe en essayant de faire quelquechose d’innovant, il faut juste avoir conscience de ce que l’on fait. J’ai enseigné des faits discutables … bien entendu …et j’ai prévenu les élèves qui feraient des études plus pointues sur certains sujets que le cours qu’ils ont eu est sujet à caution … je les ai ai même prévenus que je pouvais aussi me tromper sans le savoir ( j’avais de grands élèves intelligents à qui je pouvais expliquer ça ! )
    Voilà, je me contente de mettre quelques points sur quelques i et mon rôle est bien modeste et finalement assez facile ! Et loin de moi toute idée de critique, je pense plus donner un argument qui permettrait de répondre à un chef peu sympa qui ferait des remarques  » oui bien sur ce n’est pas toujours bien rigoureux , JE LE SAIS , mais tout sera corrigé et affiné par la suite !

  4. Anissaon 18 Mar 2009 at 4:28

    Bonjour, j’ai fait cette expérience en labo chimie et je dois faire le rapport. Mais je n’arrive pas a les classer par ordre. Le prof a juste dis que le F est plus EN. Le reste, on doit le trouver sans le TP. Merci de repondre.

  5. annie T.on 19 Mar 2009 at 10:24

    pour Anissa !

    – pour classer les éléments SANS le TP je ne vois qu’un moyen , c’est de regarder les valeurs numériques des électronégativités dans une table
    – pour classer les éléments en ayant fait le TP : le plus électronégatif attire mieux les électrons donc on les compare deux à deux , bien comprendre l’expérience et bien regarder !

    bon courage Anissa

  6. Anissaon 19 Mar 2009 at 5:40

    Ok Annie T.
    Je te remercie pour l’aide ^^

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