Décrire et expliquer des transformations chimiques 1

Test de présence de dihydrogène

Il est possible de tester la présence de dihydrogène dans un gaz. Il suffit alors d’approcher une flamme du gaz. S’il se produit une détonation ressemblant à un aboiement, alors le gaz contenait du dihydrogène.

Test de reconnaissance des ions

Il est possible d’identifier les ions contenus dans une solution. Pour cela, il faut ajouter un réactif puis observer le résultat. Si un précipité se forme, alors l’ion testé est présent. Nous trouvons la liste des réactifs et des précipités attendus dans la littérature (qui n’est pas à apprendre par cœur). Voici un extrait :

Si le précipité n’apparaît pas, alors la solution ne contient pas l’ion testé. Elle peut cependant en contenir d’autres.

Généralités

Les éléments peuvent être présents dans la nature (ou artificiellement en laboratoire) sous plusieurs formes :

• A l’état d’atome : électriquement neutre et seul, comme c’est souvent le cas pour les métaux dans la nature (ex : Fe le fer, Cu le cuivre, ...)
• A l’état de molécule : plusieurs atomes vont se lier entre eux, la molécule restant électriquement neutre (ex : $\rm H_2O$ l’eau ou $\rm O_2$ le dioxygène)
• A l’état d’ion : on retrouve naturellement les ions dans les solutions aqueuses, ce sont des atomes qui ont gagné ou perdu un ou plusieurs électrons et deviennent électriquement chargés (ex : $\rm Na^+$ et $\rm Cl^-$ sont les ions qui se forment à partir des éléments Na et Cl quand on dissout du sel de table dans l’eau).

Définition

Lorsqu’un élément est électriquement chargé (comme lorsque l’on dissout certains solides), il devient alors un ion. Pour ce faire, l’atome va gagner ou perdre un ou plusieurs électrons.

Attention ! Le nombre de neutrons reste toujours identique !

Exemple 1 :

L’atome d’hydrogène H va devenir l’ion $\rm H^+$ en perdant 1 électron (on rappelle que l’électron est chargé négativement). Ainsi :

Exemple 2 :

L’atome de chlore Cl va devenir l’ion $\rm Cl^-$ en gagnant 1 électron. Ainsi :

Les ions positifs sont appelés cations et les ions négatifs sont appelés anions.

Pour connaître la tendance d’un atome à former un anion ou un cation, il faut regarder la place de l’élément dans le tableau périodique :

• La première colonne formera des cations avec 1 charge +
• La deuxième colonne formera des cations avec 2 charges +
• La dernière colonne est très stable et ne formera pas d’ions naturellement.
• L’avant dernière colonne (17) formera des anions avec 1 charge –
• La 16ème colonne formera des anions avec 2 charges –

Ions polyatomiques

Les ions constitués à partir d’un seul atome sont dits monoatomiques. Il existe des ions polyatomiques qui résultent de l’association de plusieurs atomes comme l’ammonium $\rm NH_4^+$. La charge + concerne alors la totalité de la molécule.

Solide ionique

Les solides ioniques sont eux électriquement neutres. Leur nom indique alors leur composition :

• Chlorure de Sodium : NaCl résulte de l’association d’un ion sodium $\rm Na^+$ et d’un ion chlorure $\rm Cl^-$. Il est donc électriquement neutre.
  
  
• Chlorure de Magnésium : $\rm MgCl_2$, comme l’ion $\rm Cl^-$ n’a qu’une charge – et l’ion $\rm Mg^{2+}$ a 2 charges +, il faudra l’associer à 2 ions chlorure pour obtenir un solide ionique neutre.

Côté nomenclature, on prendra l’anion finissant par « ure » puis le cation.