LES IONS DANS NOTRE ALIMENTATION

Troisième Chimie
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LES IONS DANS NOTRE ALIMENTATION
Qu’est-ce qu’un ion ?
C’est le physicien anglais Michael Faraday qui a introduit la notion d’ion en premier.
Un ion est formé à partir d’un atome ou d’un groupe d’atomes qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons.
Contrairement à l’atome, un ion n’est pas électriquement neutre.
L’ion chlorure possède le même nombre de charges positives que l’atome de chlore mais un électron de plus
tourne autour de son noyau. Il est chargé négativement.
L’ion sodium possède le même nombre de charges positives que l’atome de sodium mais un électron de moins
tourne autour de son noyau. Il est chargé positivement.
Notre alimentation
Une alimentation équilibrée et diversifiée est nécessaire à notre santé. En variant les aliments, nous fournissons à
notre corps, sous forme d’ions, différents minéraux qui lui sont indispensables.
LES IONS CALCIUM, PHOSPHORE ET MAGNESIUM
Les ions calcium Ca2+, apportés principalement par les produits laitiers, contribuent à la
solidité des os et des dents. Constituant principal du squelette, le calcium représente
environ 25 % de l’os sec. Leur carence entraîne chez l’enfant le rachitisme et chez l’adulte
l’ostéoporose qui fragilise le squelette. Leur présence dans le sang permet de régulariser le
rythme cardiaque.
Les ions phosphore, P3+, sont importants par leur rôle dans les métabolismes (processus
biologiques permettant le fonctionnement de l’organisme). Leur absorption par le corps
humain dépend de la vitamine D présente notamment dans les produits laitiers. Leur
répartition parmi les aliments est meilleure que celle du calcium.
Les ions magnésium Mg2+, présents dans les légumes et fruits frais et secs, le riz
complet et le cacao notamment, aident à notre équilibre physique et mental. Ils
régulent également le rythme cardiaque. Le corps humain n’en possède aucune
réserve. Il est donc indispensable d’en apporter à travers l’alimentation (6 mg/kg
pour l’homme, 2 fois plus pour la femme, et 3 fois plus pour l’enfant).

Troisième Chimie
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LES IONS POTASSIUM ET SODIUM
Les ions potassium K+, permettent l’hydratation des cellules et aident à la digestion ainsi qu’à
la contraction musculaire. On les trouve en grande quantité dans les poissons gras, les
épinards, les bananes et les pommes de terre.
Les ions sodium Na+, proviennent essentiellement du sel de
cuisine (encore appelé chlorure de sodium). Ils sont
déterminants pour l’équilibre en eau de notre corps.
Attention cependant ! Un excès d’ions sodium peut
provoquer une augmentation de la pression artérielle et la
rétention d’eau.
LES OLIGO-ELEMENTS
Présents en quantité beaucoup plus faible que les précédents, ces ions sont indispensables au
bon fonctionnement de l’organisme humain.
Ainsi, les ions fer (II), Fe2+, que l’on trouve en particulier dans la viande, les noix ou certains
légumes verts, sont un constituant de l’hémoglobine. Un manque d’ions fer (II) entraîne l’anémie.
Citons également les ions cuivre (Cu2+), zinc (Zn2+), fluorure (F-), iodure (I-) et même or (Au+) et
argent (Ag+), ces derniers ayant la propriété de lutter contre les infections microbiennes.
Questions
On répondra aux questions avec des phrases.
1. Quelles sont les dates de naissance et de mort de Michael Faraday ?
2. Comment appelle-t-on un ion négatif ? Un ion positif ?
3. Montrer par un calcul simple que la charge de l’ion chlorure est « -1 » et que celle de l’ion sodium est « +1 ».
4. Qu’entraîne un manque d’ions calcium ?
5. Quels ions régulent le rythme cardiaque ?
6. Que peut provoquer une alimentation trop salée ?
7. Quels ions sont présents dans les bananes et les pommes de terre ?
8. Pourquoi notre alimentation doit-elle être variée ?
9. Notre besoin journalier en ions calcium est d’environ 1 g pour 24 h.
Si 40 g d’ions calcium contiennent 6,02.1023 ions, quel est le nombre d’ions calcium que nous devons
absorber chaque jour ?
10. Le rapport calcium/phosphore idéal est nombre d′ions Ca2+
nombre d′ions P3− = 1,7.
Combien d’atomes de phosphore doit-on absorber chaque jour pour optimiser la construction du
squelette ?
11. Quel est le besoin journalier en ions magnésium, exprimé en mg, d’un enfant de 35 kg ?
12. Le noyau de l’atome de sodium a une masse mNa = 1,837.10-26 kg.
Dans l’atome de sodium, on compte 11 électrons.
La masse d’un électron est me = 9,109.10-31 kg.
a. Calculer la masse des électrons de cet atome.
b. Calculer la masse de cet atome.
c. Comparer la masse du noyau à celle de l’atome. Conclure.
13. La masse des électrons de l’atome de fer est 2,368.10-29 kg.
a. Sachant qu’un électron a une masse de 9,109.10-28 g, combien d’électrons l’atome de fer
possède-t-il ?
b. Combien d’électrons l’ion Fe2+ contient-il ?
14. On représente le noyau d’un atome de sodium en l’agrandissant jusqu’à ce qu’il ait la taille d’une bille de
diamètre 4 mm.
Le diamètre moyen du noyau de l’atome de sodium est dnoyau = 6,8.10-15 m.
Sachant que le diamètre moyen d’un atome de sodium est dNa = 3,60.10-10 m, quel est le diamètre de la
représentation de l’atome de sodium agrandi.