3e – 3 – Reconnaître les ions

3.1. Formules de quelques ions

Les ions sont représentés par des formules qui indiquent leurs compositions, leurs signes et leurs nombre de charge. { exemple de l’ion SO42- }

Quelques formules :

Anions Cations
OH : ion hydroxyde H+ : ion hydrogène
C l : ion chlorure Na+ : ion sodium
Cu2+ : ion cuivre
Fe2+ : ion ferreux
Fe3+ : ion ferrique

3.2. Test de reconnaissance des ions

Pour mettre en évidence des ions présents dans une solution, on a recourt à des test de reconnaissances. Certaines substances réagissent de façon caractéristiques avec certains  ions. En général, ces réactions donnent lieu à la précipitation des composés obtenus. Un précipité est un solide en suspension dans le solvant. Il se forme lorsque la combinaison de deux ions donne un solide insoluble. La couleur caractéristique de certains précipités donne la nature des ions testés.

L’ion chlorure : Cl-

Activité

Expériences :

  • le réactif utilisé est le nitrate d’argent (ion réactif : ion argent), les trois tubes contiennent de l’eau déminéralisé, de l’acide chlorhydrique et une solution de chlorure de sodium.

3e rec cl

Il se forme un précipité blanc de chlorure d’argent qui noircit à la lumière.

L’ion argent est l’ion réactif de l’ion chlorure

L’ion cuivre

Activité

Expériences :

  • Dans une solution de sulfate de cuivre, d’eau déminéralisée et d’eau minérale, on verse quelques gouttes d’une solution de d’hydroxyde de sodium (soude).

3e rec cu2b

Il se forme un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre qui met en évidence la présence de l’ion cuivre Cu2+ dans la solution.

L’ion hydroxyde est l’ion réactif de l’ion cuivre.

Les ions fer II et fer III

Activité

Expériences :

  • Dans une solution de sulfate de fer II, de sulfate de fer III et d’eau déminéralisée, on verse quelques gouttes d’un solution de d’hydroxyde de sodium (soude).

3e rec fer2b

 

3e rec fer3b

Il se forme un précipité vert d’hydroxyde de fer II et un précipité orange d’hydroxyde de fer III qui mettent en évidence la présence de l’ion cuivre Fe2+ et Fe3+ dans la solution.

L’ion hydroxyde est l’ion réactif des ions fer II et fer III.

3.3. Le pH des solutions aqueuses

Un certain nombre de liquides (boissons, gel douches …) du commerce portent l’indication « pH » suivi d’un nombre sans unité.

Le pH est une mesure de l’acidité d’une solution aqueuse.

Pour mesurer le pH d’une solution, on peut utiliser plusieurs méthodes :

  • Le papier pH : il change de couleur en fonction de l’acidité de la solution et chaque couleur correspond à une valeur du pH qu’on peut lire sur sa boite.
  • Le pH-mètre : c’est un appareil de mesure qui affiche le pH de la solution dans laquelle il est plongé.
  • Les indicateurs colorés : Ils changent de couleur en fonction de l’acidité d’une solution, mais pour les utiliser, il faut d’abord déterminer le pH correspondant à chaque couleur (exemple du chou rouge).

Il y a trois domaines de valeurs du pH :

  • Si le pH est inférieur à 7, la solution est acide.
  • Si le pH est égal à 7 la solution est neutre.
  • Si le pH est supérieur à 7 la solution est dite basique.

Le pH est un nombre, compris entre 0 et 14, qui permet d’évaluer la concentration en ions hydrogène d’une solution. Plus le pH est bas, plus la concentration est riche en ions Hydrogène. Plus le pH est élevé, plus la solution est riche en ions Hydroxyde.

Une solution neutre  contient autant d’ions Hydrogène que d’ions Hydroxyde.

3.4. Dilution des acides et des bases

La dilution consiste à ajouter de l’eau à une solution. Dans le cas des acides, il est très important de toujours verser l’acide ou la base dans l’eau afin d’éviter un échauffement et des projections.

Activité

Expériences :

  • On mesure le pH d’une solution d’acide chlorhydrique « pur » puis verse quelques gouttes de cet acide dans un verre d’eau distillé. Le pH de la solution obtenue est mesuré.
  • On fait la même expérience avec de la soude.

On remarque que lorsqu’on dilue un acide (ou une base), son pH se rapproche de 7.

Attention :

Un acide, ou une base, est toujours versé dans l’eau. On ne verse jamais d’eau dans de l’acide car cela pourrait provoquer des projections d’acide dangereuses .

les solutions acides ou basiques doivent être manipulés avec précaution car elles sont corrosives et irritantes.

Il ne faut pas rejeter les acides ou les bases dans la nature car elles peuvent être dangereuses pour l’environnement : il faut les retraiter.

 

 

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