3^ème Matière

Activité 4 : Les solutions ioniques

Rappel de 5e : la dissolution

 

Exemple :

 Définitions :

• Le liquide qui dissout le solide est appelé LE SOLVANT.
• Le solide qui est dissout par le liquide est appelé LE SOLUTÉ.
• Le liquide obtenu après DISSOLUTION est un mélange appelé LA SOLUTION.
• Si le soluté est dissout par le solvant, le soluté est SOLUBLE. Sinon il est insoluble.
• Si le solvant ne dissout plus le soluté (pourtant soluble : quantité excessive), on obtient une SOLUTION SATURÉE.
• Quand le solvant est l'eau, on obtient une solution aqueuse (du latin aqua).

 Remarque :

Dans l'exemple précédent, l'eau (le solvant) dissout le sel (le soluté) pour former l'eau salée (une solution aqueuse).

La solution est saturée en sel si malgré une agitation suffisante, des cristaux de sel solides restent au fond du bécher.

 

 

   Une solution ionique est une solution pour laquelle le soluté a été dissout sous forme d'ions.

Un composé ionique courant est le sel (cuisine) dont le nom officiel est "chlorure de sodium", de formule chimique NaCl (un atome chlore Cl et un atome sodium Na) : lors de sa dissolution dans l'eau, il se disperse sous forme d'ions chlorure et d'ions sodium.

Le sel solide (et donc visible) semble donc "disparaitre" puisqu'un ion a une taille qui ne permet pas d'être visible !

Le sucre en revanche n'est pas un composé ionique : dans l'eau, il se disperse sous forme de molécules !

Une molécule n'est généralement pas visible à l’œil nu.

 

 

   Comme toutes les solutions, les solutions ioniques sont électriquement neutres.

Ainsi le sel, en étant dissout par l'eau, forme une solution de chlorure de sodium.

Équation de dissolution du sel dans l'eau :   NaCl   ➔   ( Na⁺   +   Cl^- )

D'où la solution de chlorure de sodium : ( Na⁺   +   Cl^- )

 Une solution ionique s'écrit entre parenthèses avec la formule des ions présents dans la solution.

On écrit généralement d'abord la formule du cation puis la formule de l'anion, contrairement à ce qu'indique son nom...

Les molécules d'eau, pourtant présentes n'y figurent pas. Parfois, plutôt au lycée, on précise néanmoins "aq" pour aqueux, "s" pour solide.

 Équation de dissolution du sel dans l'eau :   NaCl_(s)   ➔   ( Na⁺_(aq)  +   Cl^-_(aq) )

 

 

   Mais la dissolution ne conduit pas nécessairement à la formation simultanée d'UN cation POUR UN anion.

Ainsi le chlorure de fer (III) FeCl₃, en étant dissout par l'eau, forme des ions chlorure Cl^- et des ions fer(III) Fe³⁺ :

FeCl₃   ➔   ( Fe³⁺   +   Cl^- )   Cette écriture est fausse !!! Solution non neutre.

 Trois charges positives pour une seule charge négative !

Et " Cl^3- " n'existe pas... (on "n'invente pas de formules !!!)

En fait, la matière est neutre et le chlorure de fer (III) "libère naturellement" trois anions pour un seul cation.

 

Équation de dissolution du chlorure de fer (III) dans l'eau :   FeCl₃   ➔   ( Fe³⁺   +   3 x Cl^- )

D'où la solution de chlorure de fer (III) : ( Fe³⁺   +   3 x Cl^- )

 

   L'écriture d'une solution ionique utilise si besoin des coefficients pour respecter l'électro-neutralité de la matière : les charges électriques négatives des anions sont donc exactement compensées par les charges électriques positives des cations.

 

Autres exemples :

- dissolution dans l'eau de l'hydroxyde de sodium NaOH :

Équation de dissolution :   NaOH   ➔   ( Na⁺   +   HO^- )

Neutre, pas besoin de coefficient !

D'où la solution d'hydroxyde de sodium : ( Na⁺   +   HO^- )

 

- dissolution dans l'eau du chlorure de zinc ZnCl₂ :

Équation de dissolution :   ZnCl₂   ➔   ( Zn²⁺   +   2 x Cl^- )

Nécessité du coefficient "2 x" pour l'électro-neutralité...

D'où la solution de chlorure de zinc : ( Zn²⁺   +   2 x Cl^- )

 

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Exercice

 

1/ Écrire les équations de dissolution dans l'eau des composés ioniques suivants :

- le sulfate de cuivre (II) CuSO₄

- le chlorure d'aluminium AlCl₃

- le chlorure d'hydrogène HCl

- le sulfate de sodium Na₂SO₄

 

_{2/ Écrire directement les formules des solutions ioniques suivantes :}

- solution de sulfate de fer (II) :

- solution de nitrate de fer (III) :

- solution de chlorure de cuivre (II) :

- solution de sulfate de fer (III) :

_{3/ À partir des réponses de la question précédente, en déduire la formule chimique du solide ionique dissout :}

- le sulfate de fer (II) :

- le nitrate de fer (III) :

- le chlorure de cuivre (II) :

- le sulfate de fer (III) :