THEME 1 – ORGANISATION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE

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Chapitre 2 – Les ions, porteurs de charges

Pré-requis : Objectifs :

Molécules, atomes, transformations chimiques, structure et constituants de l’atome

Définir ce qu’est un ion

Connaître et réaliser les tests de reconnaissance des ions usuels

Découvrir la notion de pH : acide-neutre-base

I. Nature des ions

1. Définition

Un ion est un atome (ou une molécule) qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

Il existe deux sortes d’ions différents :

Les cations : ils ont perdu un électron, ils sont donc chargés positivement.

o Exemple : l’atome de cuivre perd deux électrons et devient l’ion cuivre : Cu2+

Les anions : ils ont gagné un électron, ils sont donc chargés négativement.

o Exemple : l’atome de chlore gagne un électron et devient l’ion chlorure : Cl –

Mnémotechnique : aNion = Négatif

Un atome qui gagne ou perd un électron formera un ion monoatomique.

Une molécule qui gagne ou perd un électron formera un ion polyatomique.

2. Exemple : formation d’un ion monoatomique

3. Quelques noms à connaître

Nom de l’ion Sulfate Nitrate Hydroxyde Ferreux Ferrique

Formule SO42 – NO3

– HO – Fe2+ Fe3+

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II. Détection des ions

Pour mettre en évidence la présence d’ions dans des solutions, on réalise des réactions de précipitation.

On appelle « précipité » un solide qui apparaît dans un liquide homogène. Lorsqu’un précipité apparaît on appelle cela une « précipitation ».

Pour réaliser les tests :

On verse une petite quantité de solution contenant l’ion à tester dans un tube à essai.

On rajoute ensuite quelques gouttes de réactif dans le tube à essai.

On observe alors la couleur du précipité obtenu.

La couleur du précipité nous permet de déterminer l’ion

présent dans la solution :

Ion testé Ferreux Ferrique Cuivre II Zinc II Chlorure

Formule Fe2+ Fe3+ Cu2+ Zn2+ Cl –

Réactif Hydroxyde de

sodium Hydroxyde de

sodium Hydroxyde de

sodium Hydroxyde de

sodium Nitrate

d’argent

Couleur du précipité

Vert

Rouille

Bleu

Blanc

Blanc qui

noircit à la lumière

III. Solutions ioniques

1. Rappel et compléments

Une solution est le résultat de la dissolution d’un soluté dans un solvant. Le solvant d’une solution

aqueuse est l’eau.

Une solution ionique est une solution de cations et d’anions, le plus souvent aqueuse. Sa formule

s’écrit entre parenthèses avec les formules des ions qu’elle contient.

Exemple : solution de sulfate de cuivre II (Cu2+ , SO42 – )

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2. Conduction des solutions

Test de conductivité d’une solution

Théorème : UNE SOLUTION IONIQUE EST ELECTRIQUEMENT NEUTRE !

Remarque

La neutralité d’une solution ionique, implique que des cations soient toujours accompagnés d’anions

et inversement : les charges électriques doivent se compenser.

Exemple : Solution de chlorure de fer III (Fe3+ , 3Cl – )

IV. pH et ions

1. Le potentiel hydrogène (pH)

Le pH d’une solution aqueuse permet de savoir si une solution est acide, neutre ou basique.

Le pH d’une solution varie de 0 à 14 et se mesure à l’aide d’un papier pH ou avec un pH-mètre.

Interprétation du pH :

Toutes les solutions aqueuses contiennent des molécules d’eau, des ions hydrogène H+ et

des ions hydroxyde OH–.

Une solution dont le pH est égal à 7 (neutre) contient autant d’ions H+ que d’ions OH–.

Une solution acide a un pH inférieur à 7 car elle contient davantage d’ions H+ que d’ions OH–.

o > Ce sont les ions H+ qui sont responsables de l’acidité.

Une solution basique a un pH supérieur à 7 car elle contient davantage d’ions OH– que

d’ions H+.

o > Ce sont les ions OH– qui sont responsables de la basicité.

Lampe témoin

Cuve électrolytique

Electrodes

Solution à tester

Il y a trois fois plus d’ions

chlorure que d’ions ferriques:

les charges se compensent.

Pictogramme de sécurité : CORROSIF___

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2. Récapitulatif

Echelle de pH

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