Les ions - Cours : 3eme Secondaire

Cours pour la 3eme Secondaire sur “Les ions”

Chapitre 7 – Les ions

MODULE 1 – La constitution de la matière
THEME 1 : Organisation et transformations de la matière

I- Les ions : formation et formule

Activité documentaire : Une eau minérale

Un ion est un atome (ou groupe d’atomes) ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
Il n’est donc pas électriquement neutre mais possède une charge électrique.
Lorsqu’un atome perd un ou plusieurs électrons (charge négative), il se charge positivement et forme un ion positif appelé cation.

Exemple : formation de l’ion sodium

Voici d’autres exemples d’atomes qui donnent des cations en solutions :

Atome	Formule	Formule Ion
Lithium	Li	Li⁺
Hydrogène	H	H⁺
Magnésium	Mg	Mg²⁺

Lorsqu’un atome gagne un ou plusieurs électrons, il se charge négativement et forme un ion négatif appelé anion.

Exemple : formation de l’ion chlorure

Voici d’autres exemples d’atomes qui donnent des anions en solutions :

Atome	Formule	Formule Ion
Oxygène	O	O^2-
Fluor	F	F^– (fluorure)
Azote	N	N^3- (nitrure)

La formule chimique d’un ion nous renseigne sur le nombre d’électrons gagnés ou perdus par l’atome pour le former. L’atome et l’ion ont le même numéro atomique Z.

Remarque : Certains ions sont dits « polyatomiques » car ils contiennent plusieurs atomes, comme par exemple l’ion nitrate, de formule NO₃^– ou l’ion hydroxyde HO^–.

II- Conduction électrique dans les solutions

Activité expérimentale : Conduction électrique dans les solutions (faite par le professeur)

Lorsqu’on dissout du sucre dans l’eau, les molécules restent entières. Elles se dispersent et changent seulement d’aspect. En réalisant le test de conductivité de l’eau sucrée, on montre que cette solution n’est pas conductrice: on parle de solution moléculaire.
Lorsqu’on dissout du sel dans l’eau, les molécules (cristal de chlorure de sodium NaCl) se séparent pour donner naissance à ses ions chlorure Cl^– et sodium Na⁺. En réalisant le test de conductivité de l’eau salée, on montre que cette solution est conductrice : on parle de solution ionique. Les eaux minérales ou l’eau de mer sont des solutions ioniques car elles contiennent des minéraux (ions).
Ces ions sont libres de se déplacer sous l’effet de la tension électrique : c’est ce qui explique la conduction électrique d’une solution ionique. Les cations se dirigent vers la borne négative alors que les anions se dirigent vers la borne positive.

Activité expérimentale : Migrations des ions (faite par le professeur)

Pour visualiser ce déplacement d’ions, on réalise le test de migration des ions. Pour cela, on dépose du sulfate de cuivre (Cu²⁺; SO₄^2-) et du permanganate de potassium (K⁺;MnO₄^–) sur un papier imprégné d’une solution conductrice placé entre deux électrodes. On observe ainsi l’apparition d’une coloration bleue vers l’électrode reliée à la borne négative et violette vers celle reliée à la borne positive.
On en déduit que :
Les ions positifs se déplacent dans le sens du courant conventionnel (+ vers-)
Les ions négatifs se déplacent dans le sens inverse du courant.

Test de migration des ions

III- Identification des ions

Démarche d’investigation : Traitement de toiture

Pour détecter la présence d’un ion dans une solution, on réalise un test d’identification en versant quelques gouttes d’un détecteur (réactif) approprié.
Si le test est positif, il se forme un précipité (solide) dont la couleur est caractéristique de l’ion présent.

Dans ce chapitre 7 consacré à “Les ions”, vous trouverez également :