chapitre N°3 Concentrations et solution électrolytique(MZR.H)2. (1)

Chapitre C3 Concentrations et solutions électrolytiques 1
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I. Qu’est-ce qu’un solide ionique ?
I-1) Activité N°1: étude du chlorure de sodium (NaCl)
Le chlorure de sodium est un solide ionique constitué d’un assemblage d’ions sodium  et d’ions
chlorure. On donne ci-dessous, la répartition de ces ions dans un cristal de chlorure de sodium.
a- Quelle est la forme géométrique de l’assemblage
de ce cristal ?
Cet assemblage d’ions a une forme cubique.
b- Quelle est alternance des signes des ions sur une
même rangée ?
On a une alternance négatif-positif-négatif …
c- Nous ne pouvons pas nous en rendre compte sur
ce cristal, mais par un assemblage de cube on
constate qu’il y a autant d’ions positifs que
d’ions négatifs dans le solide ionique. Que peut-
on en conclure ?
Un solide ionique est électriquement neutre.
I-2) Structure d’un solide ionique :
Un solide ionique est une espèce chimique constituée :
 d’anions (ions chargés négativement) de formule statistique 
 de cations (ions chargés positivement) de formule statistique 
Un solide ionique est électriquement neutre : les charges négatives des anions et les charges positives
des cations se compensent exactement :
La charge positive globale des cations compense la charge globale négative des anions.
Dans le cristal ionique (solide ionique cristallin) : les anions et les cations présentent une structure
ordonnée et régulière dans l’espace.
I-3) Nom et formule chimique d’un solide ionique : https://webphysique.fr/compose-ionique/
Tout solide ionique est repéré par un nom et une formule chimique dite “statistique ”qui dépendent tous les
deux des ions qui le composent. Ainsi la formule chimique d’un solide ionique indique la nature et la
proportion des ions présents de façon à respecter l’électroneutralité sans en mentionner les charges.
En général la formule chimique d’un composé ionique s’écrit : https://youtu.be/dcvv-AyiUPI?t=255
 formé par les ions de formules  et 
Exemples :
A)
 Dans le chlorure de sodium il y a autant d’ions chlorure que d’ions sodium 
 Dans le sulfure de magnésium il y a autant d’ions sulfure que d’ions magnésium 
 Le sulfure de sodium comporte deux fois plus d’ions sodium que d’ion sulfure 
 Le phosphate de sodium est composé de trois fois plus d’ions sodium que d’ions phosphates 
B)
I-4) Conclusion :
 Un solide ionique est une espèce chimique électriquement neutre composé d’anions et de cations
régulièrement disposés dans l’espace.
Nom d’un solide ionique
formule statistique d’un solide ionique
Chlorure de plombe
Sulfate d’aluminium
Sulfate du fer II
sulfure d’aluminium
Chlorure de sodium
Chlorure d’aluminium
Fe2(SO4)3
Al2S3
AlCl3

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 La cohésion de l’édifice est assurée par de fortes interactions électrostatiques coulombiennes attractives.
 La formule , dite statistique du solide , indique la nature et la proportion des ions présents sans mentionner
leurs charges .
 En général la formule chimique d’un composé ionique s’écrit : https://youtu.be/dcvv-AyiUPI?t=255
 formé par les ions de formules  et 
Exercice d’application : https://youtu.be/b1WOgCkFmWY?t=177
II. Le caractère dipolaire d’une molécule :
II. 1) Notion d’électronégativité ::
L’électronégativité traduit la tendance naturelle de chaque atome d’un élément chimique donné à
attirer les électrons.
L’électronégativité est liée à la position de l’élément dans le tableau
périodique :
elle augmente de gauche à droite dans une même ligne et de bas en haut
dans une même colonne.
Les atomes très électronégatifs captent facilement des électrons (en haut à
droite du tableau périodique).
Les atomes peu électronégatifs perdent facilement des électrons (en bas à
gauche du tableau périodique).
II) 2) Conséquence de l’électronégativité : Qu’est-ce qu’une molécule polaire ?
 Exemple N°1 : molécule de chlorure d’hydrogène HCl :
 Le chlore étant beaucoup plus électronégatif que l’hydrogène, le doublet
liant de cette molécule va être beaucoup plus proche de l’atome de chlore
que de l’atome d’hydrogène.
 On modélise cela en disant que l’atome de chlore possède un excédent de
charges négatives (noté δ-), et l’atome d’hydrogène un défaut de charges négatives
(δ+).
La liaison covalente simple  est dite polarisée
La molécule  à un caractère dipolaire
 Exemple N°2 : La molécule d’eau est- elle une molécule polaire ?
 Pour la molécule d’eau l’oxygène est plus électronégatif que l’hydrogène.
Les deux liaisons covalentes  −  d’une molécule d’eau sont polarisées.
 Il en résulte l’apparition d’une charge partielle 2− sur l’atome d’oxygène et d’une
charge partielle + sur chaque atome d’hydrogène.
 Le barycentre des charges positives ne coïncide pas avec le barycentre de charges
négatives, la molécule est polaire.
 L’eau, constituée de molécules polaires, est un solvant polaire.
 Définition :
Une molécule est dite polaire (ou qu’elle présente un caractère dipolaire) lorsque les barycentres des
charges positives et négatives ne sont pas confondus. Sinon, elle est apolaire.
Les molécules dipolaires ont des propriétés particulières, elles sont notamment solubles dans l’eau.
III) Comment obtenir une solution électrolytique ?
III) 1- Dissolution dans l’eau d’un solide ionique :

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a- Activité N°2 : Dissolution de NaCl dans l’eau pure
 Manipulation :
Réaliser le montage électrique ci-contre, en plongeant tout d’abord les
électrodes dans un bécher rempli d’eau distillée. Noter la valeur de I.
Remplacer ensuite l’eau par la solution de chlorure de sodium préparée
précédemment. Noter la valeur de I
 Exploitation : .
a. L’eau distillée conduit-elle le courant électrique ? Pourquoi ? Justifier.
b. La solution de chlorure de sodium conduit-elle le courant électrique ?
Pourquoi ?
 Il n’y a aucun courant qui circule dans l’eau distillée : L’eau pure ne contient presque que
des molécules d’eau qui sont électriquement neutres
 Lorsque l’on ajoute du chlorure de sodium dans la cuve, on s’aperçoit que l’ampèremètre indique
qu’un courant circule dans la solution aqueuse de chlorure de sodium.
b. Conclusion :
La solution de chlorure de sodium contient des ions chlorure et sodium qui se déplacent dans la
solution quand il y a du courant. Ce sont des porteurs de charge.
L’équation de dissolution du solide ionique dans l’eau s’écrit : 
La dissolution d’un solide ionique dans l’eau permet d’obtenir une solution qui contient des ions et qui est dite
ionique ou électrolytique.
Une solution électrolytique est capable de conduire le courant électrique, car les ions qui la constituent
sont des porteurs de charges capables de se déplacer dans la solution.
En général L’équation de dissolution du solide ionique dans l’eau s’écrit :
III) -2) Dissolution d’un liquide dans l’eau :
a. Activité N°3 : Dissolution de d’acide sulfurique (concentré)  dans l’eau pure
 Mettre de l’eau distillée dans un électrolyseur comme le montre la figure ci-après :ajouter de l’acide sulfurique
(10mL). Surveiller la température à l’aide d’un thermomètre.
 Qu’observez-vous ? Conclure.
Il y a une élévation de température prouve qu’il y a eu réaction chimique.
L’ampèremètre indique qu’un courant circule dans la solution aqueuse d’acide sulfurique, elle est conductrice.
 Dans un verre contenant de l’hélianthine, on ajoute un peu de solution précédente.
 Qu’observez-vous ? Conclure.
Il y a apparition de La couleur rouge de l’hélianthine qui prouve que le milieu est acide,
C’est-à-dire qu’il contient des ions H+ en quantité importante.
 Dans un verre contenant du chlorure de baryum, on ajoute la solution d’acide sulfurique.
 Qu’observez-vous ? Conclure.
Il y a apparition d’un précipité blanc qui prouve l’existence des ions 
b. Conclusion :
L’acide sulfurique pur est composé de molécules de H2SO4 , sa dissolution dans l’eau pur donne une
solution solution électrolytique qui contient les ions  et 
.
Equation de la dissolution de H2SO4 dans l’eau s’écrit : 

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IV) 3) Dissolution d’un gaz dans l’eau :
a. Activité N°4 : Dissolution du gaz HCl dans l’eau : expérience du jet d’eau
http://sites.estvideo.net/eprof/1S/photos/1S.A3.Experience_jet_eau.html
https://applilocale.ac-besancon.fr/geogebra/labo/films/jet_eau_hcl/HCl_jet_eau.htm
 Manipulation :
1érev étape :
2éme étape :
 pourquoi la solution du ballon prend - elle une teinte rose ?
Quand on ajoute les gouttes d’hélianthine, la solution prend la couleur rose : la solution obtenue est acide ,
présence des ions 
 comment expliquer l'apparition du jet d'eau ?
HCl est un gaz très soluble dans l'eau : une petite quantité se dissout ainsi dans les 1ères gouttes d'eau
introduites dans le ballon .
cette dissolution créé donc une dépression importante dans le ballon et une aspiration du liquide :
d'où l'apparition du jet d'eau.
b. Conclusion :
Lors de la dissolution du chlorure d'hydrogène gazeux dans l'eau, il se produit une réaction chimique entre
les molécules HCl et celles d'eau modélisée par l’équation de la dissolution suivante :
 ou encore 
V) Dissolution d’un électrolyte dans l’eau
La dissolution d’un électrolyte dans l’eau se fait en trois étapes successives :
la dissociation, la solvatation et la dispersion
1) la dissociation:
 Les ions sodium sont attirés par les pôles négatifs des molécules d’eau qui un solvant polaires et les ions
chlorure sont attirés par les pôles positifs des molécules d’eau. Ainsi les forces d’interaction
électrostatique qui permettent la cohésion du
cristal sont affaiblies et il y a dissociation progressive du cristal.
2) la solvatation ou hydratation :

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 Les ions sodium Na+ et les ions chlorure Cl− s’entourent d’un
cortège de molécules d’eau. Ils sont hydratés ou solvatés. Ils
sont alors notés 
 et 
 Cet enrobage par les ions du solvant s’appelle la solvatation des
ions. on parle d’hydratation des ions.
3) la dispersion des ions.
Les ions hydratés se déplacent dans le solvant et s’éloignent en
conservant le cortège de molécules d’eau qui masque en partie leurs charges.
4) Conclusion :
Lors de cette dissolution d’une espèce chimique dans l’eau, il y a formation des ions dites hydratés
symbolisée en général par : 
Exemples :
 Ions : 
 Solutions électrolytiques :
Noms
Formules statistiques
Solutions ioniques
Chlorure de sodium
Chlorure d’hydrogène
Sulfate de cuivre
Chlorure d’aluminium
Acide sulfurique
Hydroxyde de calcium
 + 
Exercice d’application :
Donner la formule statistique des solides ioniques suivants, écrire leur équation de dissolution dans
l’eau : Sulfure de Zinc , Chlorure d’aluminium , Hydroxyde de calcium , Sulfate d’aluminium ,chlorure
d’hydrogène , Acide sulfurique , Sulfate de baryum , Sulfate de sodium
VI. Différentes expressions de la concentration.
Soit un composé X présent dans une solution, on peut définir la composition de la solution en X
en utilisant différentes relations :
1- La concentration molaire d’une solution en X
a. Définition :
La concentration molaire symbolisée par C d’une solution en X , est la quantité de matière de
soluté X dissoute par litre de solution :
telle que : 
Remarque : La concentration molaire est souvent également appelée molarité , son unité en (SI) est
b. Exercice d’application :
On prépare dans une fiole jaugée de volume V = 100ml , une solution aqueuse contenant n = 4 m mol de
chlorure de cuivre (II) CuCl2(s) .
Quelle est la concentration molaire de soluté apporté ?
2. Concentration molaire effective en espèces dissoutes
a. Définition :
Si une espèce X est effectivement présente en solution, la concentration [X] de cette espèce est la
quantité de matière n(X) de cette espèce présente par litre de solution.