I Action de l'acide chlorhydrique sur le fer

Expérience
Si l'on introduit un clou en fer dans un tube à essais puis que l'on verse quelques mL d'acide chlorhydrique (H⁺ +Cl^-) dans ce tube alors on observe que:

• Il se produit un dégagement gazeux (effervescence), le gaz formé est incolore.
• La solution prend une teinte verte au cours de l'expérience.
• En fin d'expérience, le fer semble rongé (une partie a disparu).

   
Interprétation
Comme nous le savons, au cours d'une réaction chimique, la matière et les atomes se conservent. Utilisons cette propriété (loi) pour déterminer la nature des transformations.

Test du dihydrogène
Lorsque l'effervescence commence, on bouche le tube à essais (avec le pouce). Après quelques instants on présente une allumette enflammée à l'entrée du tube et alors une légère détonation se produit (aboiement caractéristique). On en conclut que le gaz formé au cours de l'expérience est du Dihydrogène.

Analyse de la solution après réaction
On prélève dans un tube une partie de la solution obtenue après réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique. On y ajoute quelques gouttes de soude et on observe qu'il se forme un précipité vert. On en conclut qu'il s'est formé des ions Fe²⁺ au cours de cette réaction.
On prélève dans un tube une partie de la solution obtenue après réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique. On y ajoute quelques gouttes de nitrate d'argent et on observe qu'il se forme un précipité blanc qui noircit à la lumière. On en conclut que les ions chlorure n'ont pas réagi et sont encore présents en fin de réaction : ce sont des ions spectateurs.

Bilan de matière suivant

Avant  réaction:

• du fer formé d'atomes de fer: Fe
• de l'acide chlorhydrique contenant les ions (H⁺ +Cl^-) venant d'atomes d'hydrogène et de chlore

Après réaction:

• des ions fer (II) : Fe²⁺.
• du dihydrogène (H₂)
• des ions chlorure (Cl^-) (spectateurs)

La réaction est :

fer  +  acide chlorhydrique -----------> dihydrogène + chlorure de fer (II)   
L'équation  de la réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique

 Fe    +    2 (H⁺ +Cl^-)  ---------------->  H₂ +   (Fe²⁺  + 2 Cl^-)              

soit en enlevant les ions spectateurs : 

 Fe     +     2 H+   ---------------->  H₂ +  Fe²⁺

II Action de l'acide chlorhydrique sur l'aluminium

Si l'on introduit du papier  aluminium dans un tube à essais et que l'on verse quelques mL d'acide chlorhydrique (H⁺ +Cl^-) dans ce tube alors on observe après quelques instants qu'il se produit un dégagement gazeux (effervescence) et le gaz formé est incolore. Lorsque la réaction démarre, elle devient violente, la solution prend une teinte grise puis redevient incolore après l'expérience. En fin d'expérience, l'aluminium a totalement disparu du tube.
 

En utilisant le même démarche que précédemment, on peut mettre en évidence que :

• le gaz formé est du dihydrogène (H₂), il brûle lorsqu'on présente une allumette enflammée à l'extrémité du tube 
• L'aluminium disparaît et se transforme en ions aluminium (Al³⁺): ils sont mis en évidence en versant quelques gouttes de soude dans une partie de la solution obtenue après réaction, il se forme alors un précipité blanc.
• Les ions chlorure n'ont pas réagi : il se forme un précipité blanc qui noircit à la lumière après ajout de nitrate d'argent dans la solution obtenue après réaction. Les ions chlorure (Cl^-) sont des ions spectateurs.

La réaction est :
       
L'équation de la réaction entre l'aluminium et l'acide chlorhydrique est donc:

     2 Al     +     6 (H⁺ +Cl^-)  ---------------->  3 H₂ +   2(Al³⁺  + 3 Cl^-)

soit en enlevant les ions spectateurs :

 2Al     +     6 H⁺   ----------------> 3 H₂ +  2 Al³⁺