Migration des ions dans une solution


Matériel /binôme
1 générateur 20V
1 platine de migration
2 fils de connexion
1 papier buvard canson 10 × 3,5 cm
1 flacon de solution Na2SO4
1 pipette plastique fin
1 tube avec solution de K+, MnO4- à 10-2 mol/L
1 chiffon

Préparation de la solution de sulfate de sodium
Solution de permanganate de potassium à 10-2 mol/L, pour 1 L de solution peser puis dissoudre 1,6 g dans de l'eau déminéralisée.(M = 158)

Protocole
Relier la platine de migration en respectant le branchement des bornes.
Tracer un rond au centre du papier buvard au crayon de papier.
Imbiber largement le papier buvard de solution de sulfate de sodium, en le tenant verticalement au dessus du chiffon. Secouer 2 fois. L'installer sur la platine de migration et le fixer avec les tiges de charbon. Attendre 30 s.
Disposer 1 goutte de permanganate de potassium à l'aide de la pipette dans le rond dessiné au crayon de papier.
Mettre en marche le générateur, U= 20V (maxi). La DEL allumée signale que le courant passe.Attendre 20mn.
Observations

Au bureau il y a 2 solutions: sulfate de potassium (incolore) et permanganate de potassium (violette).
Interprétation
La solution de sulfate de potassium étant incolore, les 2 ions présents: 2K+ et SO42- sont incolores.
Dans la solution de permanganate de potassium composée des ions K+, MnO4- , la coloration violette est donc due aux ions MnO4- .
Ces ions se sont déplacés vers la borne + du générateur. On peut supposer que les ions K+ incolores se sont déplacés vers la borne - du générateur, on ne peut les visualiser puisqu'il sont incolores.
Si on assimile le papier buvard à une solution, on peut dire que dans une solution la conduction du courant est due à la présence d'ions, où les ions positifs (cations) se déplacent dans le sens conventionnel du courant (du + vers le - à l'extérieur du générateur) et les ions négatifs(anions) dans le sens inverse.

Problèmes
Pour l'instant je n'ai pas réussi de façon probante pour les élèves à faire un mélange correct de permanganate de potassium et de sulfate de cuivre afin de mettre en évidence la migration des ions Cu2+ vers la borne  négative du générateur. J'ai utilisé une solution saturée de sulfate de cuivre et fait un rapport de mélange 1 (permanganate) et 2 (cuivre) à cause du fort pouvoir colorant du permanganate mais ce n'est pas satisfaisant.
Je vais poursuivre les essais.
Le papier buvard que j'utilise est vraiment le meilleur support que j'ai pu tester, même le papier de chez J n'est pas efficace (gros pâtés) et bonjour les problèmes si on met plusieurs feuilles. Par contre leur idée d'utiliser de sulfate de sodium  pour éviter la corrosion des pinces maintenant les tiges de carbone est bonne, de plus les élèves ne se "plaignent" plus que ça sent mauvais à cause du chlore.
Auparavent j'utilisais un mélange: dichromate de K (10-2 mol/L) à 1 volume et 2 volumes de sulfate de cuivre saturé et cela fonctionnait bien. A la fin de la migration, la couleur bleue du cuivre était mise en évidence par l'ajout d'ammoniaque au 1/10ème, fait par le prof auprès de chaque binôme. Après avoir consulté des FDS sur les solutions de chromate j'ai renoncé.
Voici un résultat


Nettoyer les clips des électrodes.