Transcript Cours

Les ions
Qu’est-ce qu’un ion
?
En taille est-il :
En masse
est-il :
de la même masse
qu’un atome ?
plus petit ?
plus grand ?
de la même taille
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
23
11Na
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
23
11Na
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
11 électrons
Ion
10 électrons
L’atome a perdu un électron !
L’ion sodium s’écrit :
Na +
On garde le
même symbole
chimique que
pour l’atome.
« + » car les charges ne se compensent plus.
Il y a un excès de charges positives.
Un excédent de « une charge » positive
pour l’exemple du sodium.
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.
2- Liste des principaux ions :
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+
hydrogénocar
bonate
HCO3-
Fer III
Fe3+
permanganate
MnO4-
Remarque : il existe des ions monoatomiques et des ions polyatomiques.
H+ est monoatomique mais OH- est polyatomique.
3- Les solutions ioniques :
Les eaux minérales, mais aussi l’eau de mer,
solutions ioniques
l’eau de la piscine sont des …….…..
ions .
car elles contiennent des ……..
non
Ces solutions semblent ……chargées
puisqu’on peut les toucher sans problème.
d’ions.
Pourtant elles contiennent une infinité ……..
neutres
En fait, elles sont toujours……
……….
c’est à dire qu ’il y a autant de charges positives que de charges négatives.
Exemple 1 : Solution de chlorure de sodium
Na+
ion + : ……………..
Clion - : ………………
Une solution ionique étant neutre
Na+
Cl Formule de la solution : (…….…+………..)
Exemple 2 : Solution de chlorure de fer II
Fe 2+
ion + : ……………..
Cl
ion - : ………………
Une solution ionique étant neutre
Fe 2+
2 Cl Formule de la solution : (…….…+………..)
Exemple 3 :
sulfate d’aluminium
(2 Al3+ + 3 SO42-) est le ………………………………
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 ;
(Na+ + OH-)
(Zn2+ + SO42-)
le nitrate de fer II ; (Fe2+ + 2NO3-)
le sulfate de fer III. (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’associent
sont mis en présence, ces ions ……………………..et
forment un …………
solide non soluble qu'on appelle ……………..
précipité .
 S'ils
 La
……………….
du précipité est …………………….
couleur
caractéristique de l’ion
qui le forme
a) – Identification d’ions métalliques :
Fe2+ ; Fe3+ ; Al3+ ; Zn2+ ; Cu2+
Mode opératoire :
Mettre quelques gouttes de soude ou hydroxyde de sodium
(Na+ + HO-) dans une solution contenant des ions métalliques.
Formule
ion
Cu 2+
Test
Observation
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
Cu 2+
Test
Soude
Observation
Il y a formation d’un précipité bleu
Equation bilan:
Cu 2+ + 2 OH-  Cu(OH)2
solution contenant
des ions Cu 2+
Fe 2+
Soude
Il y a formation d’un précipité vert
Equation bilan: Fe 2+ + 2 OH- Fe(OH)2
solution contenant
des ions Fe2+
Fe 3+
Soude
Il y a formation d’un précipité rouille
Equation bilan: Fe
3+
+ 3 OH- Fe(OH)3
solution contenant
des ions Fe3+
Zn 2+
Soude
Il y a formation d’un précipité blanc
Equation bilan: Zn 2+ + 2 OH-  Zn(OH)2
solution contenant
des ions Zn2+
Al 3+
Soude
Il y a formation d’un précipité blanc
Equation bilan: Al 3+ + 3 OH-  Al(OH)3
solution contenant
des ions Al 3+
b) – Identification des ions halogénures :
Ex : l’ion chlorure Cl-
Mode 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