Chimie 1 : la mesure en chimie Chapitre 2 : solutions
lectrolytiques
Page 2
1. Solide ionique 1.1. Structure Un solide (ou cristal) ionique
est une espce chimique : constitue danions (ions chargs
ngativement) et de cations (ions chargs positivement).
lectriquement neutre : les charges ngatives des anions et les
charges positives des cations se compensent. o les anions et les
cations prsentent une structure ordonne et rgulire dans lespace. La
formule statistique indique la nature et la proportion des ions
prsents sans en mentionner les charges. Ex : NaCl(s), CaF 2
(s)
Page 3
1.2. Cohsion La cohsion du solide ionique est due linteraction
coulombienne attractive entre chaque ion et ses plus proches
voisins de charges opposes.
Page 4
2. Polarit dune molcule 2.1. Lewis activit
Page 5
2.2. Electrongativit Llectrongativit dun lment mesure son
aptitude attirer vers lui les lectrons qui le lient avec un autre
lment. Plus cette lectrongativit est leve plus llment attire les
lectrons. Llectrongativit est lie la position de llment dans le
tableau priodique : elle augmente de gauche droite dans une mme
ligne et de bas en haut dans une mme colonne. elle est nulle pour
les gaz nobles qui ne font pas de liaisons chimiques avec dautres
atomes. Les atomes trs lectrongatifs captent facilement des
lectrons, donnent des ions ngatifs (en haut droite du tableau
priodique). Les atomes peu lectrongatifs perdent facilement des
lectrons, donnent des ions positifs (en bas gauche du tableau
priodique). Tableau doc.11p.29
Page 6
Ex. Le chlorure dhydrogne Les deux lectrons du doublet liant
entre H et Cl ont tendance se rapprocher de latome de chlore et
sloigner de latome H. On dit que llment chlore est plus
lectrongatif que llment hydrogne. On modlise cette proprit par la
notation : - e (charge partielle ngative) sur latome le plus
lectrongatif. + e (charge partielle positive) sur latome le moins
lectrongatif. La liaison entre les 2 atomes est dite polarise.
Page 7
2.3. Centre de symtrie des charges partielles positives et
ngatives dans une molcule On peut considrer quune molcule est
quivalente deux charges ponctuelles situes respectivement aux
centres de symtrie des charges partielles positives et des charges
partielles ngatives. Ex. Placer le centre de symtrie des charges
partielles positives et ngatives pour HCl: Schma quivalent de HCl:
On dit que HCl est quivalent un diple lectrostatique.
Page 8
2.4. Molcules polaires : Ce sont des molcules quivalentes un
diple lectrostatique ( 2 charges opposes trs faible distance lune
de lautre) que lon reprsente par :
Page 9
2.5. Molcules non polaires ou apolaires Ce sont soit : Les
molcules qui nont pas de liaisons polarises car les atomes ont la
mme lectrongativit. Ex. toutes les di- (O 2, H 2, Cl 2 ) Les
molcules dont les centres de symtrie des charges partielles
positives et ngatives sont confondus. Ex. CO 2
Page 10
Molcules polaires ou apolaires ?
Page 11
O H H + + -2 O H H +2 OHH + + -2 Le centre de symtrie des
charges + et est confondu Le centre de symtrie des charges + et est
diffrent
Page 12
3.Solutions aqueuses lectrolytiques 3.1. Dfinition Une solution
est obtenue par dissolution dun solut dans un solvant. Lorsque la
solution obtenue contient des ions, elle est dite ionique ou
lectrolytique, et conduit le courant lectrique. Un solut permettant
dobtenir une solution ionique est un lectrolyte. Llectrolyte peut
tre : un solide ionique (NaCl(s), CuSO 4 (s), un compos molculaire
avec des molcules polaires (HCl(g), H 2 SO 4 (l), )
Page 13
3.2. Dissolution dun lectrolyte dans leau 3.2.1 Dissociation ou
dislocation doc 16p.31 Pour les solides ioniques : Les molcules
deau affaiblissent les interactions entre les ions du cristal car
elles exercent des forces lectriques. Les anions se sparent des
cations. Pour les composs molculaires polaires: Ils interagissent
avec les molcules d'eau en formant des liaisons intermolculaires ou
liaisons hydrogne car elles se forment principalement entre les
atomes d'hydrogne et des atomes trs lectrongatifs (F, O, Cl, N).
Les liaisons hydrogne affaiblissent les liaisons intramolculaires
du compos molculaire qui finit par se rompre, cest la dissociation
en ions.
Page 14
Page 15
3.2.2 Solvatation doc 17p31 Les ions ainsi librs sentourent de
molcules deau par interaction lectrostatique, cest la solvatation.
Si le solvant est de leau, on parle aussi dhydratation. Pour
rappeler que les ions Na + et Cl - sont solvats (lis des molcules
deau) on les crira Na + (aqueux) ou plus simplement Na + (aq).
Page 16
3.2.3 Dispersion doc 18p32 Les ions solvats diffusent (ou se
dispersent) dans toute la solution (plus rapidement avec une
agitation), la solution devient homogne.
Page 17
3.2.4 conclusion
Page 18
3.3. Cas de lion hydrogne H + H + est appel proton car cest un
atome dhydrogne qui a perdu son unique lectron. Un ion est donc
entour de plusieurs molcules d'eau dans une solution aqueuse. Plus
l'ion sera petit, plus l'intensit de la force dattraction
lectrostatique entre lion et chaque molcule deau sera leve. Le plus
petit ion, H + peut s'associer par une vritable liaison chimique
une molcule d'eau pour former l'ion oxonium lui-mme solvat par des
molcules d'eau. Lion H + en solution aqueuse sera not H + (aq) ou H
3 O + (aq) car H + (aq)+H 2 O (l) H 3 O + (aq)
Page 19
livre, doc19p :32
Page 20
3.4. quation chimique de la dissolution La dissolution dun
lectrolyte est une transformation chimique, on peut donc lui
associer une quation chimique : Exemples :
Page 21
4. Concentrations molaires 4.1. Concentration molaire du solut
apport avec C : concentration molaire en mol/L, n : quantit en mol
et V(solution): volume de la solution en L. Attention !!! le volume
de la solution obtenue est gnralement diffrent du volume de solvant
car lq on ajoute du solut, il y a une variation de volume !!!
Page 22
4.2. Concentration molaire des espces prsentes dans la solution
Lors de la dissolution despces chimiques le solut est souvent
dissoci et donc ne se trouve plus prsent dans la solution obtenue.
Par contre des espces chimiques "nouvelles" apparaissent. On
emploie une notation diffrente pour la concentration des espces
chimiques rellement prsentes dans une solution : on place le
symbole de lespce chimique entre crochets [X]. avec [X] :
concentration molaire en mol/L, n : quantit en mol et V(solution):
volume de la solution en L.
Page 23
Ex. On dissout du chlorure de fer III dans leau, on obtient une
solution aqueuse de chlorure de fer (III) dont la concentration en
solut apport est C = 1,0.10 -3 mol.L -1. Calculer la concentration
en ions Fe 3+ (aq) et Cl - (aq) ? quation de dissolution du
chlorure de fer (III) : FeCl 3 (s) Fe 3+ (aq) + 3Cl - (aq)
Page 24
FeCl 3 (s) Fe 3+ (aq) +3Cl - (aq) E.I.n (FeCl 3 (s))00 En
coursn (FeCl 3 (s)) XX3X E.F.0n (FeCl 3 (s))3n (FeCl 3 (s))
