Cohésion et dissolution des solides ioniques

COHÉSION ET DISSOLUTION DES SOLIDES IONIQUES
1. Interactions électrostatiques.
1.1. Par frottement, on peut transférer des électrons d'un matériau à un
autre.
Schématisez l'expérience réalisée ; en particulier, représentez les forces
d'interactions qui s'exercent entre les corps.
En raison de l’interaction électrique deux corps porteurs de charge
électrique :
- de même signe se ……………………
- de signes contraires s’…………………..
1.2. Approchez une règle (ou un ballon) chargée par frottement d'un filet d'eau ; schématisez l'expérience.
Vérifiez (comment faire ?) que le phénomène ne dépend pas du signe de la charge.
Que se passe-t-il si on fait l'expérience avec un liquide comme le
cyclohexane ?
1.3. Retrouvez la représentation de Lewis de la molécule d'eau ; précisez
sa géométrie.
Trouvez la formule semi-développée et la formule topologique du
cyclohexane.
1.4. Électronégativité et polarisation des liaisons covalentes.
L’électronégativité χ d’un élément chimique mesure sa capacité à attirer
les électrons dans une liaison chimique.
Lorsqu’une liaison covalente s’établit entre deux
atomes dont la différence d’électronégativité est
grande, on dit que la liaison est polarisée : les
électrons de la liaison de covalence sont attirés par
l’atome le plus électronégatif. Par exemple, dans la
molécule de chlorure d'hydrogène, les électrons de
la liaison sont déportés vers l'atome de chlore. Il
apparaît un excédent de charge δ+ du côté de
l'atome d'hydrogène et un défaut de charge δ- du
coté de l'atome de chlore.
δ+
H → Clδ−
ou
H
Cl
Une molécule est dite polaire si le barycentre (centre géométrique) des charges positives ne coïncide pas
avec celui des charges négatives : c'est le cas de la molécule de chlorure d'hydrogène.
Complétez le schéma de la molécule d'eau en vous inspirant de
l'exemple précédent.
Montrez que la molécule d'eau est polaire.
Montrez que la molécule de cyclohexane ne l'est pas.
O
H
H
L'animation vous montre le comportement d'une molécule polaire en présence de charges électriques.
1.5. Interprétez l'expérience 1.2.
13_solides_ioniques.odt
Page 1 sur 3
1ERES-JFC
2. Solide ionique et interaction électrique :
2.1. Cristal ionique.
Lorsque la différence d'électronégativité est trop
grande entre les atomes, le transfert des charges de
la liaison est complet : on obtient un solide
ionique.
Le chlorure de sodium NaCl (sel de table) est un
cristal ionique : c’est un assemblage de cations
sodium Na+ et d’anions chlorure Cl–.
Complétez la phrase en utilisant les mots
suivants : opposée, cubes, ordonnée, ion, NaCl.
Le cristal ionique …… est constitué d’un
empilement régulier de ………… élémentaires au
sein desquels chaque ………… est entouré d’ions
porteurs d’une charge ……... .
Les ions sont disposés de façon ………… dans le
cristal.
2.2. cohésion du cristal.
Sur les deux figures suivantes, représentez les forces exercées par les ions périphériques sur l'ion central.
Cl-
Na+
Expliquez la cohésion du cristal du chlorure de sodium.
13_solides_ioniques.odt
Page 2 sur 3
1ERES-JFC
3. Dissolution d'un cristal ionique.
3.1. Plusieurs animations permettent d'expliquer la dissolution puis la solvatation d'un composée ionique.
Citez la propriété de la molécule d'eau responsable de ce phénomène.
Expliquez comment sont solvatés l'ion sodium et l'ion chlorure (faites un schéma).
3.2. Élaboration d'une échelle de teinte.
Vous avez à préparer 1,00 L d'une solution de chlorure de nickel NiCl 2 hexahydraté de concentration
c = 5,00 × 10 -2 mol / L.
Calculez la masse de solide à dissoudre pour préparer cette solution.
Vous devez préparer une échelle de teinte en vue de déterminer une concentration inconnue.
Chaque groupe doit réaliser, par dilution, 50 mL (dans une fiole jaugée) de solution.
Les concentrations à obtenir sont données dans le tableau suivant
groupe
Concentration
(mmol / L)
1
25
2
3
22,5 20
4
5
6
7
8
17,5 15,0 12,5 10,0 7,50
Volume
de
solution versé
Calculez le volume de solution mère à verser puis réalisez la solution.
Remplissez un demi-tube à essai de la solution préparée et venez la placer sur la paillasse centrale à
l'emplacement indiqué.
13_solides_ioniques.odt
Page 3 sur 3
1ERES-JFC