LES IONS : Mise en évidence de l état ionique

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Marie-Rose Auger
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1 LES IONS : Mise en évidence de l état ionique I - Rappel de la structure d une molécule ( exemple : l eau ) La molécule d eau est formée Représentation de la molécule : Formule brute :... Formule développée :... La liaison entre deux atomes s appelle... II - Mise en évidence d une réaction chimique entre l atome de Chlore et l atome de Sodium : Expérience Etat initial Etat final observa- -tions * Faire fondre le sodium * Introduire le sodium en fusion dans le flacon contenant le gaz dichlore. espèces Conclusion :... III - Règle de l octet : Dans une réaction chimique, les atomes tendent à acquérir la structure électronique du gaz rare le plus proche, c est à dire à saturer sa dernière couche.

2 REPRESENTATION DE L ATOME DE SODIUM 23 Na 11 REPRESENTATION DE L ATOME DE CHLORE 35 Cl 17 * Nombre de protons :... * Nombre d électrons :... * Quel est le nombre d électrons sur la dernière couche périphérique?... * Que doit faire l atome de Sodium pour acquérir la structure électronique du gaz rare le plus proche?... * Quel est alors le nombre d électrons?... * Quelle est la charge obtenue par le Sodium?... * Le porteur de charge Sodium s écrit :... se nomme :... Représentation de l ion Sodium : * Nombre de protons :... * Nombre d électrons :... * Quel est le nombre d électrons sur la dernière couche périphérique?... * Que doit faire l atome de Chlore pour acquérir la structure électronique du gaz rare le plus proche?... * Quel est alors le nombre d électrons?... * Quelle est la charge obtenue par le Chlore?... * Le porteur de charge Chlore s écrit :... se nomme :... Représentation de l ion Chlore : DEFINITION :....

3 Travail personnel I - A l aide du tableau de la classification périodique des éléments, compléter le tableau suivant : Sodium ATOME 23 11Na Nombre d électrons sur la dernière couche Ion proposé Nombre d électrons Nombre de protons Nombre de neutrons Potassium Calcium Magnésium Lithium Cuivre Argent Aluminium Chlore I ode 39 19K 40 20Ca 24 12Mg 7 3Li 63 29Cu Cu Ag Ag Al 35 17Cl I Les ions chargés... sont appelés. Les ions chargés... Oxygène Brome Fluor 16 8 O sont appelés 79 35Br F Soufre S 32 16

4 II - Les ions polyatomiques : Un ion polyatomique est un ion formé... Exemples : - l ion hydroxyde : OH - - l ion ammonium : NH 4 - l ion nitrate : NO 3 - l ion carbonate : CO 3 III - Définition : - l ion sulfate : SO 4 - l ion phosphate : PO Activité : Que peut-on dire du chlorure de sodium, du point de vue électrique? Que peut-on en conclure sur le nombre d ions positifs et d ions négatifs à l intérieur du cristal de chlorure de sodium? Le chlorure de sodium est un cristal ionique de modèle cubique face centrée. Compléter le modèle en plaçant aux sommets du cube et au centre des faces les ions sodium ( en vert ) et au milieu des arêtes et au centre du cube les ions chlorure ( en rouge ). Le chlorure de sodium est très stable à l état solide, il faut une température de 800 C pour le faire fondre. Ceci est expliqué par l existence d un nouveau type de liaison : Définition :

5 Propriété électrique des solutions ioniques Rappel : Pour qu un courant électrique puisse passer dans un circuit électrique, il faut qu il y ait des porteurs de charge dans le circuit. I - Cas de l eau pure : Expérience : Manipulation : Interprétation : eau pure électrodes Mettre de l eau pure dans l electrolyseur. Fermer l interrupteur. La lampe s allume-t-elle? OUI NON L eau pure a-t-elle permis le passage du courant électrique? lampe OUI NON II - Cas de l eau sucrée : Expérience : Manipulation : Interprétation : eau sucrée électrodes Mettre de l eau sucrée dans l electrolyseur. Fermer l interrupteur. La lampe s allume-t-elle? OUI NON L eau sucrée a-t-elle permis le passage du courant électrique? lampe OUI NON III - Cas de l eau salée : Expérience : Manipulation : Interprétation : eau salée électrodes Mettre de l eau salée ( eau + NaCl ) dans l electrolyseur. Fermer l interrupteur. La lampe s allume-t-elle? OUI NON L eau salée a-t-elle permis le passage du courant électrique? lampe OUI NON

6 IV - Les solutions aqueuses ioniques : La mise en solution d un composé ionique dans l eau provoque la dissociation des ions qui se dispersent dans la solution. On obtient ainsi une solution aqueuse ionique. Equation de dissociation du clorure de sodium en présence d eau : V - Propriétés électriques des solutions ioniques : 1 - Interprétation : Si la solution est de... ou de..., aucun courant électrique ne circule dans le circuit. Si la solution est de..., un courant électrique... dans le circuit. 2 - Conclusion :

7 Liste de quelques ions Charges CATIONS ANIONS ion hydrogène H + ion hydroxyde OH - ion hydronium H 3 O + ion fluorure F - + ion ammonium N H 4 ion sodium Na + ion potassium K + ion chlorure Cl - ion bromure Br - ion iodure I - ion argent Ag + - ion nitrate NO 3 1 ion césium Cs + - ion nitrite NO 2 - ion hydrogénocarbonate H CO ion magnésium Mg 2+ ion calcium Ca 2+ ion baryum Ba 2+ ion manganèse Mn 2+ ion ferreux Fe 2+ ion cuivre Cu 2+ ion zinc Zn 2+ ion plomb Pb 2+ ion aluminium Al 3+ ion ferrique Fe 3+ ion or Au 3+ ion bismuth Bi 3+ ion oxyde O ion sulfure S ion sulfite SO 3 ion sulfate SO 4 ion carbonate CO 3 ion dichromate Cr 2 O 7 ion phosphate PO ion nitrure N 3-4 ion platine Pt 4+ ion carbure C 4 -

8 Classe : 1CO 2, 1 ESTH SCIENCES : Contrôle N 4 Le : Questions cours : 1 - Donner la définition d un ion. 2 - Comment définit-on une liaison ionique? 3 - Vous réalisez l électrolyse d une solution de chlorure de sodium. a - Compléter le schéma ci-dessous : Exercices : b - Que se passe -t- il? Que peut-on dire des solutions ioniques? 1 - Reproduire et compléter le tableau ci-dessous : Nom usuel symbole Nbre de protons Nbre de neutrons Nbre d électrons Chlore 35 17Cl ion chlorure Cl Dans 3 tubes à essais, vous versez une solution A, B, C. Vous ajoutez 5 gouttes de nitrate d argent.

9 Solution Ions présents Observations A B C Ca 2+, SO 2- Na +, Cl - Ba 2+, Cl - pas de précipité précipité blanc précipité blanc a - Quels sont les ions communs aux deux solutions où il se forme un précipité? b - Le nitrate d argent de formule ( Ag, NO3 ). Donner le nom du précipité et sa formule chimique. 3 - Les corps ci-dessous se présentent sous la forme de cristaux ioniques. Donner la formule de base de chaque composé et écrire son équation de dissociation. a - Oxyde de potassium b - Chlorure de fer II c - Sulfate d aluminium 4 - a - Pour une eau minérale de votre choix, indiquer la nature des ions présents et leur concentration massique en g/l. b - Un régime contre le cholestérol préconise la consommation d eau pauvres en sodium. Avez-vous une eau à proposer pour un tel régime? Justifier votre choix.

10 Classe : 1CO 2 SCIENCES : Contrôle N 5 Le : NOM :.. I Les différents constituants d un atome sont : - dans son noyau : - gravitant autour du noyau :. II Complétez la représentation d un atome :.. A Z X. III La représentation de Lewis du potassium est : P ; expliquez le principe de cette représentation. IV Dans la classification périodique des éléments : 1 - Les atomes situés dans une même ligne. 2 - Les atomes situés dans une même colonne. V Qu appelle-t-on molécule? 2 - Qu appelle-t-on liaison covalente? 3 - Calculez la masse moléculaire du butane C 4 H 10. ( on donne : C = 12 g/mol., H = 1 g/mol.) VI 1 - Donner la définition d un ion. 2 - Comment nomme -t-on la liaison qui relie deux ions? Comment définit-on cette liaison? 3 - Complétez le tableau suivant : Nom usuel symbole Nbre de protons Nbre de neutrons Nbre d électrons Chlore ion Cl

11 Classe : 1 ESTH SCIENCES : Contrôle N 5 Le : Nom : Question cours : 1 - Donnez la définition d un ion: Comment nomme-t-on la liaison qui relie deux ions? Comment définit-on cette liaison? 3 - Vous réalisez l électrolyse d une solution de chlorure de sodium Ecrire l équation de dissociation du chlorure de sodium. 3. Complétez le schéma ci-dessous : Que se passe-t-il? Que peut-on dire des solutions ioniques? Problèmes : 1 - Compléter le tableau ci-dessous : Nom usuel Symbole Nbre de protons Nbre de neutrons Nbre d électrons Oxygène 16 O 8 ion oxyde

12 Les corps ci-dessous se présentent sous forme de cristaux ioniques: Donner le nom de chaque composé : Ag NO 3 K 2 O 3. Donner la formule de base de chaque composé ( Aide : Ecrire l équation de dissociation ) - Sulfate de fer III - Chlorure de calcium - Hydroxyde de magnésium 3 - Vous avez à analysez une solution. Pour cela, vous avez utilisé différents réactifs et avez obtenu les résultats suivants : Ions Réactifs Observations Ca 2+ Oxalate d ammonium ( NH + 4, COO - ) Pas de précipité Cu 2+ Soude ( Na +, OH - ) Précipité bleu Fe 2+ Soude ( Na +, OH - ) Pas de précipité Fe 3+ Soude ( Na +, OH - ) Pas de précipité Cl - Nitrate d argent (Ag +, NO - 3 ) Précipité blanc SO 2-4 Nitrate de baryum (Ba 2+, NO - 3 ) Pas de précipité Quels sont le ( ou les ) ion(s) mis en évidence? 3. Pour chaque précipité; Donnez : - sa formule chimique : - son nom :

13 Liste de quelques ions Charges CATIONS ANIONS ion hydrogène H + ion hydroxyde OH - ion hydronium H 3 O + ion fluorure F - + ion ammonium N H 4 ion chlorure Cl - ion sodium Na + ion potassium K + ion argent Ag + 1 ion césium Cs + ion bromure Br - ion iodure I - - ion nitrate NO 3 - ion nitrite NO 2 - ion hydrogénocarbonate H CO ion magnésium Mg 2+ ion calcium Ca 2+ ion baryum Ba 2+ ion manganèse Mn 2+ ion ferreux Fe 2+ ion cuivre Cu 2+ ion zinc Zn 2+ ion plomb Pb 2+ ion aluminium Al 3+ ion ferrique Fe 3+ ion or Au 3+ ion bismuth Bi 3+ ion oxyde O ion sulfure S ion sulfite SO 3 ion sulfate SO 4 ion carbonate CO 3 ion dichromate Cr 2 O 7 ion phosphate PO ion nitrure N 3-4 ion platine Pt 4+ ion carbure C 4 -

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