Les ions

Qu’est-ce qu’un ion ?

En taille est-il :de la même taille qu’un atome ?plus petit ?plus grand ?

En masse est-il :de la même masse qu’un atome ?plus petit ?plus grand ?

En charge est-il :de la même charge qu’un atome (neutre) ?positif ?négatif ?

Un ion ressemble beaucoup à un atome mais c’est les charges qui diffèrent

Alors comment un atome peut se transformer en ion ?

Exemple : atome de sodium 2311Na

L’atome contient 11 charges positives (11 protons) dans le noyau.

L’atome contient 11 charges négatives aussi (11 électrons) autour du noyau. Car l’atome est neutre

L’ion sodium 2311Na

Le noyau de l’ion est identique à celui de l’atome (11 charges positives)

Alors qu’est-ce qui change ?

Regardez bien ou plutôt recomptez bien !

Atome Ion

L’atome a perdu un électron !

11 électrons 10 électrons

L’ion sodium s’écrit :

Na +

« + » car les charges ne se compensent plus.Il y a un excès de charges positives.Un excédent de « une charge » positivepour l’exemple du sodium.

On garde le même symbole chimique que pour l’atome.

1- Définition :

- un ion positif est un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons. On l’appelle cation.Ex : Na+

- un ion négatif est un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons.On l’appelle anion.Ex : Cl-

Applications

• Cu (Z=29) est le cuivre C’est un atome qui a 29 charges positives dans le noyau et 29 électrons.

• Cu2+ est un ion positif. C’est un cation• Le noyau n’a pas changé. Il possède toujours 29 charges positives

mais le nombre d’électrons a changé. Il possède 27 charges négatives donc l’atome a perdu 2 électrons.

Cl (Z=17)Cl-

• Cl (Z=17) est le Chlore. C’est un atome qui a 17 charges positives dans le noyau et 17 électrons.

• Cl- est un ion négatif. C’est un anion• Le noyau n’a pas changé. Il possède toujours 17 charges positives

mais le nombre d’électrons a changé. Il possède 18 charges négatives donc l’atome a gagné 1 électron.

Fe (Z=26)Fe3+

• Fe (Z=26) est le fer. C’est un atome qui a 26 charges positives dans le noyau et 26 électrons.

• Fe3+ est un ion positif. C’est un cation.• Le noyau n’a pas changé. Il possède toujours 26 charges positives

mais le nombre d’électrons a changé. Il possède 23 charges négatives donc l’atome a perdu 3 électrons.

Cations (+) Anions (-)

Nom Formule Electrons perdus

Nom Formule Electrons gagnés

Hydrogène H+ 1 Chlorure Cl- 1

Sodium Na+ Hydroxyde OH-

Zinc Zn2+ Sulfate SO42-

Cuivre Cu2+ nitrate NO3-

Aluminium Al3+ carbonate CO32-

Fer II Fe2+ hydrogénocarbonate

HCO3-

Fer III Fe3+ permanganate MnO4-

2- Liste des principaux ions :

Remarque : il existe des ions monoatomiques et des ions polyatomiques.

H+ est monoatomique mais OH- est polyatomique.

Les eaux minérales, mais aussi l’eau de mer,l’eau de la piscine sont des …….….. car elles contiennent des …….. . Ces solutions semblent ……chargées puisqu’on peut les toucher sans problème.Pourtant elles contiennent une infinité …….. . En fait, elles sont toujours…… ……….c’est à dire

3- Les solutions ioniques :

solutions ioniquesions

non

d’ionsneutres

qu ’il y a autant de charges positives que de charges négatives.

Exemple 1 : Solution de chlorure de sodium

ion + : ……………..

ion - : ………………

Formule de la solution : (…….…+………..)

Na+

Cl-

Une solution ionique étant neutre

Cl-Na+

Exemple 2 : Solution de chlorure de fer II

ion + : ……………..

ion - : ………………

Formule de la solution : (…….…+………..)

Fe 2+

Cl-

Fe 2+ 2 Cl-

Une solution ionique étant neutre

Exemple 3 :

(2 Al3+ + 3 SO42-) est le ……………………………… sulfate d’aluminium

Notation :

dans cette notation ( ………… + ………… ) Les parenthèses ( … ) signifient que les ions sont en solution.Le + signifie que les ions sont dissociés.

On note au besoin le nombre d’ions présents.Exemple : (Fe2+ + 2Cl-)

On commence par écrire l ’ion positif puis l ’ion négatif.Exemple : (Na+ + Cl-)

Appellation :

on commence toujours par l ’ion négatif.Exemple : chlorure de sodium.

Application :

Ecrire la formule des solutions suivantes :

l’hydroxyde de sodium ;

le sulfate de zinc ;

le nitrate de fer II ;

le sulfate de fer III.

(Fe2+ + 2NO3-)

(Na+ + OH-)

(Zn2+ + SO42-)

(2Fe3+ + 3SO42-)

Trouver les noms des solutions suivantes :

(2Na+ + SO42-) sulfate de sodium.

(2Na+ + CO32-) carbonate de sodium.

(Fe 3+ + 3Cl-) chlorure de fer III

4- Identification des ions en solution

L'expérience montre que la coexistence de certains ions libres n'est pas possible au sein d'une même solution.

S'ils sont mis en présence, ces ions ……………………..et forment un ………… non soluble qu'on appelle …………….. .

La ………………. du précipité est …………………….

s’associent

solide précipité

couleur caractéristique de l’ion qui le forme

a) – Identification d’ions métalliques :

Fe2+ ; Fe3+ ; Al3+ ; Zn2+ ; Cu2+

Mode opératoireMode opératoire : :

Mettre quelques gouttes de soude ou hydroxyde de sodium (Na+ + HO-) dans une solution contenant des ions métalliques.

Formule ion

Test Observation

Cu 2+ Il y a formation d’un précipité ……………..…

Equation bilan: ………. + …………. ………….….

Fe 2+ Il y a formation d’un précipité ……………..…

Equation bilan: ………. + …………. ………….….

Fe 3+ Il y a formation d’un précipité ……………..…

Equation bilan: ………. + …………. ………….….

Zn 2+ Il y a formation d’un précipité ……………..…

Equation bilan: ………. + …………. ………….….

Al 3+ Il y a formation d’un précipité ……………..…

Equation bilan: ………. + …………. ………….….

Formule ion Test Observation

Cu 2+ Il y a formation d’un précipité bleu

Equation bilan: Cu 2+ + 2 OH- Cu(OH)2

Fe 2+ Il y a formation d’un précipité vert

Equation bilan: Fe 2+ + 2 OH- Fe(OH)2

Fe 3+ Il y a formation d’un précipité rouille

Equation bilan: Fe 3+ + 3 OH- Fe(OH)3

Zn 2+ Il y a formation d’un précipité blanc

Equation bilan: Zn 2+ + 2 OH- Zn(OH)2

Al 3+ Il y a formation d’un précipité blanc

Equation bilan: Al 3+ + 3 OH- Al(OH)3

Soude

solution contenant des ions Zn2+

Soude

solution contenant des ions Cu 2+

Soude

solution contenant des ions Fe3+

Soude

solution contenant des ions Al 3+

Soude

solution contenant des ions Fe2+

b) – Identification des ions halogénures :

Ex : l’ion chlorure Cl-

Mode opératoireMode opératoire : :

Mettre quelques gouttes de nitrate d’argent (Ag+ +NO3

-) dans une solution contenant des ions chlorures.

Observation : Il se forme un précipité ……………..

blanc qui noircit à la lumière