Chapitre 4 : LA CONDUCTION ELECTRIQUE DANS LES

Chapitre 4 :
LA CONDUCTION ELECTRIQUE
DANS LES SOLUTIONS ET LES IONS
● Définition d’une solution :
Une solution est un liquide composé de plusieurs liquides.
● Définition d’une solution aqueuse :
Une solution aqueuse est un liquide composé de plusieurs liquides dont l’espèce
majoritaire est l’eau.
I- La conduction électrique dans les solutions
1-Expérience :
●On souhaite savoir si les solutions (liquides avec des ions) conduisent le courant
électrique. Afin de le savoir on réalise le circuit suivant :
●Ainsi on plonge les électrodes successivement dans de l’eau minérale, de l’eau
déminéralisée (ou distillée), de l’eau salée, de l’eau sucrée et enfin dans du
sulfate de cuivre.
2-Observations
Matériaux
Etat de la
DEL
Conducteur
ou isolant
distillée
Solution de
chlorure de
sodium (Eau
salée)
allumée
éteinte
conducteur
isolant
Eau minérale
Eau
Solution de
Solution de
saccharose
sulfate de
(eau sucrée)
cuivre
allumée
éteinte
Allumée
conducteur
isolant
Conducteur
3-Interprétations
● Les solutions qui conduisent le courant électrique contiennent donc des
particules chargées, appelées ions.
● Les solutions qui ne conduisent pas le courant électrique ne contiennent donc
pas de particules chargées.
4-Conclusions :
● Toutes les solutions ne conduisent pas le courant électrique : certaines
sont conductrices, d’autres sont isolantes.
● Les solutions qui conduisent le courant électrique contiennent des
particules chargées, appelées ions qui peuvent se déplacer dans la solution.
● Les solutions qui ne conduisent pas le courant électrique ne contiennent
pas d’ions.
II-Les ions
1-Définition.
●Définition d’un ion :
Un ion est une espèce chimique chargée soit positivement soit négativement.
●Définition d’un cation :
Ion chargé positivement
●Défintion d’un anion :
Ion chargé négativement
2-Formation d’un ion.
●Un atome ou groupe d’atome… puis un ion :
Un atome ou groupe d’atomes qui perd ou gagne un ou plusieurs électrons
devient un ion.
Attention un atome n’est pas un ion car un atome ou un groupe d’atome est
globalement neutre alors qu’un ion est chargé.
3-Les différents ions.
●On distingue différents types d’ions :
-les ions monoatomiques constitués d’un seul atome comme Fe2+ et Fe3+,
Na+ ou Pb2+
-des ions polyatomiques constitués de plusieurs atomes comme SO42- ou
NO3-.
●Liste des ions à connaître :
formule
Na+
Mg2+
K+
Fe2+
Fe3+
Cu2+
Ag+
Zn2+
cations monoatomiques
Nom
couleur en solution
ion sodium
incolore
ion magnésium
incolore
ion potassium
incolore
ion fer II ou ion ferreux Incolore
ion fer III ou ion ferrique incolore
ion cuivre II
bleu
ion argent
incolore
ion zinc
incolore
NH4+
H3O+
cations polyatomiques
ion ammonium
incolore
ion oxonium
incolore
anions monoatomiques
formule Nom
couleur en solution
Cl
ion chlorure
incolore
I
ion iodure
incolore
anions polyatomiques
formule Nom
couleur en solution
OH
ion hydroxyde
incolore
MnO4 ion permanganate violet
NO3ion nitrate
incolore
SO42ion sulfate
incolore
2Cr2O7
ion dichromate
jaune orangé
III-La nature du courant électrique dans une solution : TP migration des
ions
Expérience : Dans un tube en U, j’ai mélangé une solution de sulfate de cuivre II
avec une solution de dichromate de potassium. J’ai versé dans la partie haute du
tube de l’acide sulfurique incolore, j’ai fait circuler un courant électrique dans la
solution ionique, grâce à des électrodes en graphite carbone assurant le contact
électrique avec la solution. Le fil rouge est relié à la borne + du générateur et le
fil noir à la borne -.
Résultats : Une couronne bleue d’un côté et une couronne orangée de l’autre. Les
ions ont bougé mais comment le prouver ?
Une solution de sulfate de cuivre II bleue. Elle contient des ions Cu2+ et SO42-.
Une solution de dichromate de potassium est orangée. Elle contient des ions
potassium K+ et des ions dichromates Cr2O72-.
Dans de l’eau minérale incolore, on trouve des cations (ex : K+), ions positifs et
des anions ions négatifs (ex : SO42-).
Les questions en gras devront être justifiées.
1-Quels sont les ions présents dans le sulfate de cuivre (II) ?
2-Quel est l’ion responsable de la couleur bleue du sulfate de cuivre II ?
3-Quelle est la charge électrique de l’ion cuivre (II)?
4- Combien l’ion cuivre (II) a t-il perdu ou gagné des électrons ?
5-Vers quelle électrode, se déplacent les ions cuivre (II) ?
6-Vers quelle électrode se déplacent alors les ions sulfates ?
7-Quels sont les ions présents dans le dichromate de potassium ?
8-Quel ion est responsable de la couleur orangée du dichromate de
potassium ?
9-Quelle est la charge électrique de l’ion dichromate ?
10- Combien l’ion potassium a t-il perdu ou gagné des électrons ?
11-Vers quelle électrode, se déplacent les ions dichromates ?
12-Vers quelle électrode, se déplacent les ions potassium ?
13-Quelle est la nature du courant électrique dans une solution ionique ?
14-Quelle est la nature du courant dans les fils électriques ?