H.S.2.2.D Identifier expérimentalement des ions en solution aqueuse.

Auteur: Daniel GENELLE                              (Optimisé pour Mozilla Firefox.)  

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I) Dissolution d'un cristal ionique.
1) Rappels : la solubilité d’un corps dans l’eau.
2) Expérience:
3) Présentation d'ions dans une solution:
4) Principe d'identification de quelques ions:
II) Comparer la présence d'ions dans les eaux minérales.

I) Dissolution d'un cristal ionique.

1) Rappels : la solubilité d’un corps dans l’eau.

Lorsque le sel se dissout dans l’eau, l’eau est appelée le solvant, le sel le soluté. Lorsque l’on ajoute trop de sel dans l’eau, celui-ci ne se dissout plus, la solution est saturée. Bien souvent, la solubilité d’un corps augmente avec la température. La solubilité d’un soluté dans l’eau est la quantité maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans 1 litre d’eau. ( exemple : à 20 °C, la solubilité du chlorure de sodium est 360 g / L).

2) Expérience.

On relie une cuve à électrolyse remplie d’eau distillée à un circuit électrique. Le circuit électrique est composé de :

Une pile Un interrupteur Une lampe

Pour réaliser l'expérience, il suffit de cliquer sur la bouteille d'eau pour en mettre dans la cuve, de faire la même chose avec le sel et le sucre. Pour allumer ou fermer l'interrupteur, il suffit de cliquer sur lui. Il est possible de vider la cuve en cliquant sur "vider la cuve". Respectez les étapes décrites plus bas.

Sel Sucre Eau distillée Vider la cuve

Etape 1:

On ferme l’interrupteur, on constate que la lampe témoin ne s’allume pas, le courant électrique ne circule pas.

Etape 2:

On met de l'eau distillée dans la cuve, on ferme l’interrupteur, on constate que la lampe témoin ne s’allume pas, le courant électrique ne circule pas.

Etape 3:

On ajoute du sucre dans la cuve, on ferme l’interrupteur, on constate que la lampe témoin ne s’allume pas, le courant électrique ne circule pas.

Etape 4:

On ajoute du chlorure de sodium (sel) dans la cuve, on ferme l’interrupteur, on constate que la lampe témoin s’allume, le courant électrique circule. On observe en plus un dégagement gazeux.

Conclusion:

L’eau a rompu le cristal de chlorure de sodium NaCl en ses deux composants Na+ et Cl- . Ces deux ions chargés électriquement circulent dans la solution et permettent ainsi le passage du courant électrique. Un cristal ionique, en solution, se dissocie et libère les ions qui le constituent.
On écrit : NaCl --> Na+ + Cl-

3) Présentation d'ions dans une solution.

Lors de la dissolution d’un cristal ionique dans l’eau, les ions se dissocient les uns des autres et s’entourent de molécules d’eau.

DISSOLUTION_NaCl.jpg

C’est ce qui explique que le chlorure de sodium n’est plus visible après sa dissolution. En augmentant la quantité de chlorure de sodium, le nombre de molécules d’eau n’est plus suffisamment important pour entourer chaque ions, la solution devient saturée . Dans certains cas, la dissolution de cristaux ioniques s’accompagne d’une coloration qui peut renseigner sur la présence d’ions spécifiques dans la solution.

Exemple:

Une solution bleue est un indice de la présence des ions cuivres Cu2+.
Une solution violette est un indice de la présence des ions permanganates MnO4-.
De nombreuses solutions contenant des ions sont cependant incolores.

4) Principe d'identification de quelques ions.

Pour déterminer la nature des ions en solution, différents tests d’identification peuvent être pratiqués. Nous utiliserons le principal qui se base sur le phénomène suivant : Lorsque l’on mélange deux solutions ioniques dont l’un des cations (ion positif) et l’un des anions respectifs (ion négatif) ne peuvent coexister au sein d’une même solution, il se produit un précipité (sorte de petit nuage) c’est-à-dire l’apparition d’un solide.

Voir le T.P. N° 1 Identifier des ions en solution aqueuse.

II) Comparer la présence d'ions dans les eaux minérales.

Si on laisse s’évaporer un verre d’eau minérale, on observe après plusieurs semaines, des traces de poudre blanche sur la surface du verre. Ces corps blanchâtres qui étaient présents dans l’eau s’y trouvaient sous forme dissoute. Ils étaient donc invisible à l’œil nu, ce sont des sels minéraux.
L’étiquette d’une bouteille d’eau minérale indique le nom des ions dissous ainsi que leur concentration massique.
volvic.jpg contrex.jpg
airline.jpg barbier.png
evian.jpg hepar.jpg
quezac.jpg stamand.jpg
styorre.jpg vichy.jpg

Voir le T.P. N° 2 Quels sont les ions présents en solution dans les eaux minérales