physique chimie college lycee Ions et pH - 3e
IONS ET pH
1. Tests de reconnaissance de quelques ions

 

Expérience 1 : Identification des ions chlorure Cl-
L’eau salée contient des ions chlorure Cl- et des ions Na+.

- Ajoutons quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent à de l’eau salée contenue dans un tube à essai.
- Exposons le tube à la lumière.

Observations :
- Le contenu du tube se trouble ;
- Un « nuage » blanc se forme ;
- A la lumière, il devient noir.

 

Retenir :
Le nitrate d’argent est le réactif qui permet d’identifier les ions chlorure Cl- en solution. On obtient un précipité blanc qui noircit à la lumière.

 

Expérience 2 : Identification des ions cuivre II, fer II et fer III
Formules respectives : Cu2+, Fe2+ et Fe3+.

La solution de sulfate de cuivre contient des ions cuivre. Celle de sulfate de fer II des ions fer II et celle de chlorure de fer III des ions fer III On verse quelques gouttes d’hydroxyde de sodium (soude) dans chacune de ces solutions.

Observations :
- Un précipité bleu avec les ions Cu2+ ;
- Un précipité vert avec les ions Fe2+ ;
- Un précipité rouille avec les ions Fe3+ ;

 

Retenir :
La soude est le réactif qui permet d’identifier les ions Cu2+, Fe2+ et Fe3+. On obtient des précipités respectivement bleu, vert et rouille.
 

 

2. Mesure du pH des solutions

 

Expérience : On dispose de trois solutions :
- du vinaigre blanc ;
- une eau minérale Volvic ;
- du liquide pour lave-vaisselle.
On mesure le pH de chaque solution.

Observations :
Le papier pH devient
- rouge (pH ≈ 2) avec le vinaigre,
- jaune (pH ≈ 7) avec l’eau
- bleu (pH ≈ 12) avec le gel.

Interprétation :
Le pH d’une solution aqueuse permet de savoir si cette solution est acide, neutre ou basique.

pH < 7 : acide
pH = 7 : neutre
pH > 7 : basique

 

Retenir :
Toutes les solutions aqueuses contiennent des molécules d’eau, des ions hydrogène H+ et des ions hydroxyde HO-.

 

 

pH < 7  [H+] > [HO- solution acide
pH = 7  [H+] = [HO- solution neutre
pH > 7  [H+] < [HO- solution basique

 

 

Les ions H+ majoritaires sont responsables de l’acidité.

 

 

Les ions HO- majoritaires sont responsables de la basicité.

Remarque 1 : Les solides ioniques (cristaux de sel) ne conduisent pas le courant car les ions ne peuvent pas s'y déplacer.

Remarque 2 : Les ions métalliques  sont tous positifs. Cu2+, Zn2+, Al3+

Remarque 3 : Il existe des ions polyatomiques : ion ammonium NH4+, ion permanganate MnO4, ion sulfate SO42‐

 

2. Effet de la dilution sur le pH

Expérience : On dispose d’un produit d’entretien acide A :
- Verser 90 mL d’eau distillée dans 3 béchers ;
- Verser 10 mL du produit dans le 1e bécher. Agiter.
- Verser 10 mL du 1e dans le 2e ;
- Verser 10 mL du 2e dans le 3e ;
- Mesurer les trois pH.

Observations :

 

solution 1 2 3
pH 1.65 2.26 2.70

 

Interprétation : Quand on dilue une solution acide, son pH augmente, mais reste inférieur à 7. Elle devient moins acide.

 

Retenir :
Plus une solution est acide, plus son pH est faible.

 

 

Quand on dilue une solution acide, elle devient moins acide et son pH se rapproche de 7.
Les solutions acides et basiques sont corrosives, surtout lorsqu’elles sont concentrées (peu diluées). Le contact avec des acides ou des bases concentrées peut provoquer des brûlures graves de la peau, des muqueuses et des yeux.