Électroneutralité des solutions aqueuses ioniques et formule statistique des solides
3ème · Physique-Chimie 3ème
À retenir
• Une solution aqueuse ionique est TOUJOURS électriquement neutre : la somme des charges positives des cations est égale à la somme des charges négatives des anions. • Pour écrire la formule d'une solution ionique ou la formule statistique d'un solide ionique, on ajuste les proportions d'ions pour respecter la neutralité électrique : - Chlorure de sodium : (Na^+ + Cl^-) en solution, NaCl pour le solide. - Chlorure de cuivre II : (Cu^2+ + 2 Cl^-) en solution, CuCl_2 pour le solide. - Sulfate de fer III : (2 Fe^3+ + 3 SO_4^2-) en solution, Fe_2(SO_4)_3 pour le solide. • Règle d'ajustement : on place des coefficients pour que la charge globale soit rigoureusement nulle.
Le cours
Électroneutralité des solutions aqueuses ioniques et formule statistique des solides • Une solution aqueuse ionique est TOUJOURS électriquement neutre : la somme des charges positives des cations est égale à la somme des charges négatives des anions. • Pour écrire la formule d'une solution ionique ou la formule statistique d'un solide ionique, on ajuste les proportions d'ions pour respecter la neutralité électrique : - Chlorure de sodium : (Na^+ + Cl^-) en solution, NaCl pour le solide. - Chlorure de cuivre II : (Cu^2+ + 2 Cl^-) en solution, CuCl_2 pour le solide. - Sulfate de fer III : (2 Fe^3+ + 3 SO_4^2-) en solution, Fe_2(SO_4)_3 pour le solide. • Règle d'ajustement : on place des coefficients pour que la charge globale soit rigoureusement nulle. Méthode : écrire une formule neutre 1. Écrire les deux ions avec leur charge. 2. Chercher les plus petits nombres de cations et d'anions qui donnent une charge totale nulle. 3. En solution : écrire les ions entre parenthèses avec leurs coefficients. Pour le solide : écrire le cation puis l'anion, avec ces nombres en indices (parenthèses autour d'un ion polyatomique répété). • Exemple : sulfate de sodium, ions Na^+ et SO_4^2- : il faut 2 ions Na^+ pour 1 ion SO_4^2-. Solution : (2\,Na^+ + SO_4^2-) ; solide : Na_2SO_4. • Exemple : hydroxyde de calcium, ions Ca^2+ et HO^- : solide Ca(OH)_2. Formule statistique : ce qu'elle ne dit pas • NaCl n'est pas une molécule : le cristal de sel est un empilement géant d'ions Na^+ et Cl^-, en nombres égaux. La formule statistique donne seulement les proportions. • Dans la formule d'un solide, on n'écrit pas les charges ; dans celle d'une solution, on écrit chaque ion avec sa charge. Astuce et méthode clé Méthode en croix : si le cation a une charge +p et l'anion a une charge -q, la formule neutre utilise q cations pour p anions : q (+p) + p (-q) = 0. Piège classique à éviter Dans la formule d'une solution ionique (Cu^2+ + 2 Cl^-), le 2 est un coefficient devant Cl^- et non un indice, car les ions sont indépendants et dispersés dans l'eau.
Dans ce chapitre
- États physiques, dissolution et mélanges homogènes de 5ème
- Circuit électrique simple et passage du courant de 5ème
- Neutralité électrique de l'atome et cortège électronique de 3ème
- Définition d'un ion : atome ou groupe d'atomes ayant perdu ou gagné des électrons
- Les cations : formation par perte d'électrons et charge globale positive
- Les anions : formation par gain d'électrons et charge globale négative
- Formules et noms des ions monoatomiques usuels : Na+, Cl-, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+
- Formules et noms des ions polyatomiques usuels : sulfate SO4 2-, nitrate NO3 -, hydroxyde HO-
- Conduction électrique des solutions aqueuses : rôle des ions mobiles
- Électroneutralité des solutions aqueuses ioniques et formule statistique des solides
- Notion de pH et échelle des valeurs de 0 à 14 à 25 °C
- Solutions acides, neutres et basiques : prédominance des ions H+ et HO-
- Effet de la dilution sur le pH d'une solution acide ou basique
- Bilan : Synthèse et méthode sur les ions, la conduction ionique et l'échelle de pH