Préparation de quelques gaz.    

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• montage pour l'action d'un liquide sur un solide

• montage pour l'action d'un solide sur un liquide

• recueil d'un gaz par déplacement d'air

 

• recueil d'un gaz sur la cuve à eau ( gaz peu soluble dans l'eau )

• colonne desséchante ;

• flacon anti-reflux

 

• montage de production à chaud avec recueil sur cuve à eau :

• montage de production à chaud avec recueil par déplacement d'air :

• montage de production à froid liquide/solide, recueil par déplacement d'air 

• montage de production à chaud avec colonne desséchante et recueil par déplacement d'air :

 

   Oxygène. 

Gaz incolore, permettant la respiration et la combustion, on vérifie sa présence en présentant une allumette incandescente qui doit se rallumer.

• solution de KMnO4 diluée ( prendre des solutions périmées, il faut juste un oxydant ) plus H2O2 à 30 %. Par petites quantités car emballement rapide.

Le recueillement se fait par déplacement d'eau.
15 mL d'eau oxygénée libèrent environ 1 L d'O2.

 

• on peut chauffer du chlorate de potassium KClO3 dans un tube à essais muni d'un tube à dégagement, il se décompose pour donner du chlorure de potassium et de l'oxygène :
                                      _400°C                    
                                  2 KClO3 ----> 2 KCl + 3 O2 ^->

• ou mieux on utilise bioxyde de manganèse MnO2 comme catalyseur ce qui permet de chauffer moins, mais attention ce mélange est instable :
                               _250°C        
     MnO2 + 2 KClO3 ---> MnO2 + 2 KCl + 3 O₂^->

• une autre méthode, qui n'est plus pratiquée car trop dangereuse consiste à verser de l'eau sur l'oxylithe ( littéralement pierre à oxygène ) ou bioxyde de sodium :

                      Na2O2 + H2O ----> 2 NaOH + 1/2 O2 ^->

   Hydrogène.

Gaz incolore, inodore, plus léger que l'air, peu soluble dans l'eau, très explosif. On vérifie sa présence en présentant une allumette devant un petit tube avec un peu de gaz, il doit se produire un "pop" d'explosion.

• Action de l'acide sulfurique dilué sur le zinc :

  H2SO4 + Zn ----> ZnSO4 + H2 ^->

Zn peut être remplacé par Fe ou Al et H2SO4 dilué par HCl.

• Action de l'eau sur l'hydrolithe ( hydrure de calcium ) :

CaH2 + 2 H2O   ----> Ca (OH)2 + 2 H2 ^->

on obtient également du Ca (OH)2 qui est de la chaux éteinte ( hydroxyde de calcium ) .

   Dioxyde de carbone.

Dangereux ( ne permet pas la respiration ) mais non toxique, inerte, incolore, inodore, trouble l'eau de chaux, éteint une allumette enflammée, assez soluble dans l'eau, plus lourd que l'air.

• Action d'un acide sur du calcaire ( carbonate de calcium ) :

2 HCl + CaCO3 ---> CO2 ^-> + Ca Cl2 + H2O

   Monoxyde de carbone.

Attention ce gaz est un poison, il peut provoquer la mort à la dose de 1 à 2 % car il remplace l'oxygène dans le sang ( carboxyhémoglobine ), il est inodore incolore, de densité voisine de celle de l'air, pratiquement insoluble dans l'eau. Il peut diffuser à travers de la fonte chauffée au rouge.

• action de l'acide sulfurique ( catalyseur de décomposition ) sur l'acide formique ( méthanoïque ) :

H-COOH ----> H2O + CO ^->
chauffage, H2SO4

A défaut d'acide formique, on peut utiliser l'acide oxalique de formule ( HO2C-CO2H ), on obtient alors un mélange de CO et de CO2. Le CO2 est éliminé par barbotage dans un flacon laveur contenant de la potasse en solution ( il se forme du carbonate de potassium ).

   Dichlore.

Gaz diatomique, jaune vert, irritant, suffocant, légèrement soluble dans l'eau, plus lourd que l'air d = 1.56, ne se décompose que vers 900°C, forte affinité pour le dihydrogène et les métaux. Le recueil se fait par déplacement d'air. On opère sous la hotte.

• Action d'HCl sur l'oxyde de manganèse :

            4 HCl + MnO2 ----> Cl2 ^-> + MnCl2 + 2 H2O
chauffage

un flacon laveur contenant de l'eau retient le gaz chlorhydrique libéré par le chauffage d' HCl, on peut rajouter une colonne desséchante de ponce sulfurique pour éliminer la vapeur d'eau.

• Action d'HCl sur le chlorure de chaux :

CaOCl₂ + 2 HCl ----> Cl2 ^-> + CaCl₂ + H₂O  

• Action d'HCl sur l'eau de javel ( hypochlorite de sodium ) 

NaClO + 2 HCl ----> Cl2 ^-> + NaCl + H₂O

• Action d'HCl sur le permanganate de potassium (réaction la plus utilisée ) :

6 HCl + KMnO4 (s) ----> 3 Cl2 ^-> + 3 H₂O + KMnO

Gaz très soluble dans l'eau, forte odeur, incolore, plus léger que l'air,  irritant, toxique, peu stable ( 2 NH₃ -> N₂ + 3 H₂ ).

• Chauffage d'une solution d'ammoniaque concentrée, la gaz est moins soluble à chaud qu'à froid; il se dégage en compagnie de vapeur d'eau . Cette vapeur d'eau peut être piégée en faisant passer le gaz sur une colonne desséchante de potasse KOH ou de chaux vive CaO. On n'utilisera pas de desséchants acides du type ponce sulfurique ( parce qu'il se formerait des sels d'ammoniac type sulfate d'ammonium ) ni du chlorure de calcium qui absorbe l'ammoniac.
  

• Action du chlorure d'ammonium sur de la chaux vive :

            CaO + 2 NH4Cl ----> CaCl2 + H2O + 2 NH3 ^{->
chauffage éventuel}

   Dioxyde d'azote.

Ou peroxyde d'azote, gaz roux, toxique, très lourd. Il est soluble dans l'eau, aussi on le recueille de préférence par déplacement d'air sous la hotte. 

• Action de l'acide nitrique sur le cuivre :

3 Cu + 2 (NO3^-) + H⁺ ----> 3 Cu²⁺ + 2 NO^-> + 4 H₂O

Le liquide du flacon devient bleu par la présence d'ions cuivriques Cu²⁺.
Il se forme d'abord du monoxyde d'azote NO ( insoluble dans l'eau ), mais ce gaz se transforme instantanément au contact de l'air, par oxydation en NO2 roux :

NO + 1/2 O₂ ----> NO₂

Encore appelé anhydride sulfureux, incolore, plus lourd que l'air, odeur nauséabonde et suffocante, très soluble dans l'eau, antiseptique, décolore les tissus sans les altérer et le KMnO4 par formation de MN²⁺.Toxique voir mortel à forte dose.

• Action de l'acide sulfurique sur le sulfure d'hydrogène :

H₂S ^-> + H₂SO₄ ----> SO₂ ^-> + 2 H₂O

• Action de l'acide sulfurique sur le cuivre ou un métal :

montage de production à chaud, recueillement par déplacement d'air vers le bas.

Cu + 2 H₂SO₄ ----> CuSO₄ + SO₂ ^-> + 2 H₂O

• le sulfite de sodium :

montage de production à froid, recueillement par déplacement d'air vers le bas, on verse un acide ( sulfurique ou chlorhydrique ) sur un sulfite.

 Na₂SO₃ + H₂SO₄ ----> Na₂SO₄ + SO₂ ^-> +  H₂O

   Acétylène.

Gaz incolore, d'odeur désagréable s'il n'est pas pur, plus léger que l'air(d= 0.9), peu soluble dans l'eau, soluble dans l'acétone. Donne un précipité rouge d'acétylure cuivreux ( CuC=CCu ) en présence de chlorure cuivreux ammoniacal. Très réactif en raison de sa triple liaison, s'enflamme ou explose en chauffant.

• Action de l'eau sur le carbure de calcium :

CaC₂ + 2 H₂O ----> Ca (OH)₂ + C₂H₂ ^->

Le gaz est purifié par barbotage dans une solution de CuSO₄ .

   Chlorure d'hydrogène.

Gaz incolore, d'odeur piquante, un peu plus lourd que l'air, extrêmement soluble dans l'eau, irritant, stable.

• La façon la plus rapide est de chauffer à 80 °C une solution d'acide chlorhydrique avec toutes les précautions d'usage ( hotte, gants, lunettes, blouse, chauffage immédiatement stopable, flacon de garde, etc. ) avec récupération par déplacement d'air vers le bas.
  
• avec NaCl :

On utilise du chlorure de sodium fondu pour un résultat régulier et sans mousse ( surface de contact moins grande ) avec un montage de production à chaud, chauffage modéré, recueillement par déplacement d'air vers le bas :

NaCl +  H₂SO₄ ----> HCl + NaHSO₄

 

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