3e - CHAPITRE 2 - Les ions et le pH

3e

Physique-chimie

Aurore FLICK

CHAPITRE 2 :

Les ions et le pH

Contextualisation

Les ions

Identification des ions

Le pH

Tâche complexe

Évaluation

contextualisation

Avez-vous déjà lu la composition d'une bouteille d'eau ?

PROBLÉMATIQUE DU CHAPITRE

Comment identifier les ions dans une solution ?

Objectifs pédagogiques :

• Notions des ions
• Identifier le caractère acide ou basique d'une solution par mesure du pH
• Associer le caractère acide ou basique à la présence d'ions H+ et OH-

Les ions

Problématique

Que sont les ions et comment se forment-ils ?

Les ions

Activité

1) Qu'est-ce qu'un ion ? 2) L'atome de magnésium et l'ion magnésium ont-ils le même nombre de protons ? d'électrons ? 3) Quelle est la charge électrique de l'ion fluorure ? Justifie ta réponse en comparant le nombre de protons et d'électrons présents.

Un ion est un atome au groupe d'atomes ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons : c'est une espèce chimique chargée électriquement.

L'atome de magnésium et l'ion magnésium ont le même nombre de protons mais l'ion magnésium à deux électrons de moins que l'atome magnésium.

La charge de l'ion fluorure est -1 car il possède 10 électrons (charges négatives) et 9 protons (charges positives).

Les ions

Activité

4) Écris la formule chimique de l'ion fluorure. 5) Quelle est la différence entre un atome et un ion ? 6) Quelles informations la formule chimique d'un ion apporte-t-elle ?

La formule de l'ion fluorure est F-.

Un atome est électriquement neutre tandis qu'un ion est chargé électriquement.

La formule chimique d'un ion permet de connaître sa charge électrique et sa composition.

Les ions

Synthèse

Qu’est-ce qu’un ion ? Un ion peut-il être neutre ? Comment appelle-t-on un ion chargé positivement ? Comment appelle-t-on un ion chargé négativement ?

Un ion est une espèce chimique portant une charge électrique, obtenu lorsqu'un atome ou groupe d'atomes perd ou gagne un ou plusieurs électrons.

Non, un ion est toujours chargé soit positivement, soit négativement.

C’est un cation.

C’est un anion.

Les ions

Synthèse

Pourquoi un ion est-il chargé positivement ? Pourquoi un ion est-il chargé négativement ?

Parce qu’il a perdu des électrons.

Parce qu’il a gagné des électrons.

Identification des ions

Problématique

Comment reconnaître un ion en solution ?

Identification des ions

TP Identifier des ions en solution

Chaque élève devra rendre un compte rendu. Il comprendra :

• Les noms et prénoms des élèves du groupe (le votre souligné)
• Une introduction qui expliquera le but du TP
• Un protocole (m'appeler quand c'est fait)
• Un schéma légendé et titré de l'expérience (à la règle !)
• Les observations de l'expérience
• Les résultats de l'expérience
• Une conclusion

Les ions

Synthèse

Donne un exemple de cation. Donne un exemple d’anion. Qu’est-ce qu’un ion monoatomique ? Qu’est-ce qu’un ion polyatomique ?

Cu2+

Cl-

Un ion monoatomique est obtenu lorsqu'un seul atome a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.

Un ion polyatomique est obtenu lorsqu'un groupe d'atomes a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.

Les ions

Synthèse

Donne un exemple d’ion monoatomique. Donne un exemple d’ion polyatomique. Comment mettre en évidence la présence de certains ions métalliques tel que Cu2+, Fe2+, Fe3+ ou Zn2+ dans une solution ? Comment mettre en évidence la présence d’ions chlorure dans une solution ?

Fe2+

NO3-

En ajoutant quelques gouttes de soude à la solution.

En ajoutant quelques gouttes de nitrate d’argent à la solution.

Les ions

Synthèse

Qu’est-ce qu’un précipité ? Quelle est la couleur du précipité des ions Cu2+, Fe2+, Fe3+ ou Zn2+ après avoir ajouté de la soude dans la solution ? Quelle est la formule de la soude ? Quel est l’autre nom de la soude ?

Un précipité est un solide peu soluble qui se forme dans un liquide après une transformation chimique.

Cu2+ : bleu / Fe2+ : vert / Fe3+ : rouille / Zn2+ : blanc

NaOH

L’hydroxyde de sodium

Les ions

Synthèse

Quelle est la couleur du précipité de l’ion Cl- après avoir ajouté du nitrate d’argent dans la solution ? Quelle est la formule du nitrate d'argent ?

Blanc qui noircit à la lumière

AgNO3

Le pH

Contextualisation

Qu'est-ce que le pH ? Comment peut-on le mesurer ?

Le pH

Problématique

Comment mesurer le pH d'une solution ?

Le pH

TP Mesurer le pH d'une solution

Chaque élève devra rendre un compte rendu. Il comprendra :

• Les noms et prénoms des élèves du groupe (le votre souligné)
• Une introduction qui expliquera le but du TP
• Un protocole (m'appeler quand c'est fait)
• Un schéma légendé et titré de l'expérience (à la règle !)

• Les résultats de l'expérience
• Une conclusion

Le pH

Synthèse

Qu’est-ce que le pH ? Quelle est l’unité du pH. Avec quoi peut-on mesurer le pH ? Quelle est la valeur maximum/minimum du pH d’une solution aqueuse ?

Le pH (potentiel Hydrogène) mesure l'acidité d'une solution.

Le pH n’a pas d’unité.

Le pH se mesure à l'aide d'un pH-mètre ou d'un papier indicateur de pH.

Le pH d'une solution aqueuse est compris entre 0 et 14.

Le pH

Synthèse

Pour quelle valeur de pH une solution est considérée comme acide ? Pour quelle valeur de pH une solution est considérée comme neutre ? Pour quelle valeur de pH une solution est considérée comme basique ?

Pour un pH <7.

Pour un pH = 7.

Pour un pH >7.

Le pH

Problématique

Quels sont les ions responsables du pH d'une solution ?

Activité 12 p 116 Belin

Le pH

Activité

Quels ions sont prédominants dans une solution acide ? Lors de la dilution, comment varie le pH de la solution de détartrant ? De la solution de déboucheur ? Déduisez-en comment varient les proportions relatives d'ions H+ et OH- dans le cas de la dilution d'un acide, puis dans le cas d'une base.

Les ions hydrogènes H+.

Le pH de la solution de détartrant augmente. Le pH de la solution de déboucheur diminue.

Lors de la dilution d'un acide, les ions H+ diminuent et les ions OH- augmentent. C'est l'inverse pour la dilution d'une base.

Le pH

Activité

Pourquoi est-il important de rincer abondamment la peau lorsqu'elle est en contact avec des substances corrosives ?

Afin de prévenir les brûlures et les dommages cutanés.

Le pH

Synthèse

Quel est l’ion principal dans une solution acide ? Quel est l’ion principal dans une solution basique ? Qu’est-ce que la dilution ? Quelles effets a une dilution sur une solution acide ?

H+ (l’ion hydrogène)

OH- (l’ion hydroxyde)

La dilution d'une solution est une technique au cours de laquelle on ajoute de l'eau à une solution dans le but de diminuer sa concentration.

Lors de la dilution d'une solution acide, le pH augmente et se rapproche de 7. La concentration en ions hydrogène H+ diminue.

Le pH

Synthèse

Quelles effets a une dilution sur une solution basique ? Quels sont les dangers des solutions concentrées acides et basiques ? Comment peut-on s’en protéger ?

Lors de la dilution d'une solution basique, le pH diminue et se rapproche de 7. La concentration en ions hydroxyde OH- diminue.

Les produits acides et basiques concentrés sont dangereux, car ils provoquent des brûlures sévères de la peau et des yeux.

Pour se protéger, il faut porter une blouse, des lunettes de protection et des gants.

Tâche complexe

D'après le document 1, les eaux ferrugineuses contiennent des ions Fe2+ qui sont systématiquement retirés après un procédé chimique avant la commercialisation. D'après le document 2, les ions Fe3+ donne un goût métallique à l'eau et peuvent conduire à la formation d'un trouble jaune-orangé, contrairement aux ions Fe2+. On peut déduire de l'expérience du document 3 que les ions Fe2+ présent dans une eau ferrugineuse se transforment en ions Fe3+ après une semaine laissés à l'air libre. C'est pourquoi ils sont systématiquement retirés de l'eau avant la commercialisation.

ÉVALUATION