Fiche de révision : Ions et composés ioniques

📋 Plan du Cours

1. Formules des composés ioniques
2. Reconnaissance expérimentale des ions
3. Composition et classification des ions
4. Proportions et dénombrement des ions
5. Atomes et ions monoatomiques
6. Solutions aqueuses et neutralité

📖 1. Formules des composés ioniques

★ À maîtriser

📌 Un composé ionique, à l’état solide comme en solution, est électriquement neutre dans son ensemble : la charge totale de ses cations et de ses anions s’équilibre.

• Le chlorure de calcium s’écrit $\mathrm{CaCl_2}$ à l’état solide et se représente par $\mathrm{Ca^{2+} + 2Cl^-}$ en solution.

Compléments

• Les formules solides du sulfate d’aluminium, du chlorure de fer III et du nitrate de fer III sont respectivement $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$, $\mathrm{FeCl_3}$ et $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$.

• Les formules en solution du sulfate d’aluminium et du sulfate de fer III sont respectivement $\mathrm{2Al^{3+} + 3SO_4^{2-}}$ et $\mathrm{2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}}$.

📖 2. Reconnaissance expérimentale des ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Précipité : Solide en suspension dans un liquide, formé lors d’un test positif.

📝 Points essentiels

• Pour rechercher un ion dans une solution, on ajoute quelques gouttes d’un réactif approprié puis on observe si un précipité se forme et quelle est sa couleur.

• Le nitrate d’argent met en évidence les ions chlorure en formant un précipité blanc de chlorure d’argent $\mathrm{AgCl}$ qui noircit à la lumière.

• Le chlorure de baryum met en évidence les ions sulfate en formant un précipité blanc de sulfate de baryum $\mathrm{BaSO_4}$.

• L’oxalate d’ammonium met en évidence les ions calcium en formant un précipité blanc d’oxalate de calcium $\mathrm{CaC_2O_4}$.

📖 3. Composition et classification des ions

★ À maîtriser

📌 Un ion monoatomique est formé d’un seul atome, tandis qu’un ion polyatomique est formé de plusieurs atomes.

📌 Un cation porte une charge positive, tandis qu’un anion porte une charge négative.

Compléments

• Les formules des ions polyatomiques présentés sont sulfate $\mathrm{SO_4^{2-}}$, nitrate $\mathrm{NO_3^-}$, ammonium $\mathrm{NH_4^+}$ et phosphate $\mathrm{PO_4^{3-}}$.

• L’ion sulfate est constitué d’un atome de soufre et de quatre atomes d’oxygène, et possède deux électrons en plus.

📖 4. Proportions et dénombrement des ions

★ À maîtriser

📐 Formule - Dans une solution de sulfate de sodium contenant $10^{20}$ ions sulfate, le nombre d’ions sodium est $2 \times 10^{20}$.

Compléments

📐 Formule - Dans une solution de chlorure d’aluminium contenant $3 \times 10^{20}$ ions chlorure, le nombre d’ions aluminium est $10^{20}$.

📐 Formule - Dans une solution de sulfate d’aluminium contenant $6 \times 10^{20}$ ions sulfate, le nombre d’ions aluminium est $4 \times 10^{20}$.

📐 Formule - Le nombre d’atomes de fer dans un clou de masse $4{,}5\,\mathrm{g}$, sachant qu’un atome de fer a une masse de $9 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$, est $5 \times 10^{22}$.

📖 5. Atomes et ions monoatomiques

★ À maîtriser

• Pour un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de charges positives du noyau, qui correspond au numéro atomique.

📌 Un ion monoatomique se forme lorsqu’un atome gagne ou perd des électrons ; le nombre de charges positives de son noyau ne change pas.

Compléments

• Dans les exemples donnés, les ions monoatomiques sont $\mathrm{Mn^{2+}}$, $\mathrm{Cr^{3+}}$, $\mathrm{Ag^+}$, $\mathrm{F^-}$, $\mathrm{Zn^{2+}}$, $\mathrm{Li^+}$, $\mathrm{O^{2-}}$, $\mathrm{Cu^+}$ et $\mathrm{Ni^{2+}}$.

💡 Astuce mémo

L’atome conserve autant d’électrons que de charges positives ; l’ion gagne ou perd des électrons.

📖 6. Solutions aqueuses et neutralité

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution aqueuse : Mélange homogène obtenu en dissolvant une ou plusieurs espèces chimiques, appelées solutés, dans l’eau, qui est le solvant.

📝 Points essentiels

• Au laboratoire, l’eau distillée est utilisée comme eau pure et comme solvant.

• Une solution de chlorure de sodium est obtenue en dissolvant le chlorure de sodium, soluté, dans l’eau, solvant ; sa formule en solution est $\mathrm{Na^+ + Cl^-}$ et sa formule solide est $\mathrm{NaCl}$.