Introduction à la notion d`espèce chimique

Chimique ou naturel ?
Espèces chimiques ioniques et non-ioniques
Introduction à la notion d’espèce chimique
Activité 1. Exemples de produits presque purs
Le chimiste utilise des produits presque purs, solides liquides ou gazeux. Les produits presque
purs sont stockés dans des récipients fermés et étiquetés.
a. Préciser ce que signifie pur.
b. Pourquoi précise-t-on « presque » dans l’expression « produit presque pur » ?
c. Comment faut-il interpréter la phrase publicitaire : « cette eau minérale est l’eau pure de
vos cellules » ?
d. Donner des exemples de produits qui ne sont pas des PPP.
Activité 2. L’espèce chimique (E.C.)
Lire les énoncés D1 et D2 relatifs à l’espèce chimique.
a. Lire l’étiquette du récipient de sirop menthe et donner, en détail, une « recette », en
utilisant les mots E.C. et P.P.P., pour fabriquer ce sirop.
INGREDIENTS :
Sucre – eau – sirop de glucose/fructose arôme naturel – colorant : E102, E131
Noms des colorants : E102, tartrazine, colorant jaune, allergisant.
E131, bleu patenté V, colorant bleu.
b. Utiliser les 5 sens pour préciser quelle est la différence entre le sirop fabriqué par le
professeur et le sirop acheté.
c. Combien y a-t-il d’EC dans le mélange réalisé par le professeur ?
d. Pourquoi la phrase suivante est-elle incorrecte : « La menthe à l’eau contient entre
autres les E.C. eau, glucose et E131. Comme il s’agit d’un aliment, ces espèces
chimiques ont été purifiées avant d’être mélangées pour constituer le sirop. »
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Juin 2005
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Espèces chimiques ioniques et non-ioniques
Activité 3 : Espèces chimiques ioniques ou non ioniques
De nombreuses espèces chimiques ont un nom composé : chlorure de sodium, hydroxyde de
fer, nitrate d'argent… D’autres ont un nom simple : éthanol, méthane, carbone,...
Lire les énoncés D3 et D4 relatifs aux EC ionique et non-ionique.
a. Préciser la nature ionique ou non ionique de la principale espèce chimique contenue
dans chaque P.P.P. de l’activité 2 : glucose, colorant E102, colorant E131 et eau
distillée.
b. Reconnaître, en le justifiant, si les espèces chimiques suivantes sont ioniques ou non
ioniques :
éthanol, sulfure d'ammonium, carbonate de calcium, acétone, hydroxyde de sodium,
hydroxyde de fer, sulfate d'aluminium, sulfate de cobalt, diiode, iodure de potassium.
c. Dans le cas des espèces chimiques ioniques, préciser dans le tableau ci-dessous quels
sont les ions positifs et les ions négatifs.
Nom de l’E.C. chimique
correspondant au P.P.P utilisé
Nom des anions provenant
de l’E.C.
Nom des cations provenant
de l’E.C.
Activité 4 : Espèces chimiques en solution
I. Préparation d'une solution aqueuse
Lire les énoncés D5 et D6 relatifs aux solutions aqueuses.
1. Expériences
Parmi les P.P.P. ci-dessous, dire, en remplissant le tableau ci-dessous, lesquels sont solubles dans l'eau
(soit en réalisant une expérience, soit en vous référant à vos connaissances) :
 Du glucose (c'est du sucre)
 Du chlorure de sodium (c'est du sel)
 De l'éthanol (c'est de l'alcool)
 Du sulfate de sodium
 Du sulfate de baryum
 Du chlorure de baryum
 De l'hydroxyde de sodium
 Du sulfate de cuivre
2. Travail de réflexion
Compléter le tableau ci-dessous :
Nom de l'espèce
chimique
correspondant au PPP
utilisé
L'espèce
chimique estelle soluble ?
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L'espèce
chimique estelle ionique ?
Nom des anions en
solution provenant de
la dissolution du PPP
Nom des cations en
solution provenant de
la dissolution du PPP
Le mélange
obtenu est-il
homogène ou
hétérogène ?
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glucose
chlorure de sodium
l'éthanol
sulfate de sodium
sulfate de baryum
chlorure de baryum
hydroxyde de sodium
sulfate de cuivre
II. Mélange de deux solutions ioniques
Expérience n°1
1. Travail expérimental :
Mélanger dans un tube à essais propre une solution d'hydroxyde de sodium (ou soude) et une
solution de sulfate de cuivre. Observer.
2. Travail de réflexion :
a. Schématiser cette expérience et indiquer vos observations.
b. Quels ions ont été introduits dans ce mélange ? Les écrire dans le tableau ci-dessous.
Anions
Cations
Solution 1
Solution 2
c. A l'aide du modèle des ions qui s'associent en solution, dire en considérant la charge
de chaque sorte d’ions, lesquels seraient susceptibles de s'associer.
d. A l'aide des résultats des expériences du 1 (P.P.P. soluble ou insoluble), indiquer le
nom du précipité.
Expérience n°2
1. Travail expérimental :
Mélanger dans un tube à essais propre une solution de chlorure de sodium et une solution de
sulfate de cuivre. Observer.
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Espèces chimiques ioniques et non-ioniques
2. Travail de réflexion :
a. Quels ions ont été introduits dans ce mélange ? Les écrire dans le tableau ci-dessous.
Anions
Cations
Solution 1
Solution 2
b. Quels ions seraient susceptibles de s'associer en solution?
c. En s'aidant du modèle des ions qui s'associent en solution, prévoir si l'espèce chimique
ionique chlorure de cuivre est soluble dans l'eau.
d. Comment pourrait-on vérifier cette prévision par une expérience ?
Expérience à trouver !
Les ions baryum provenant de l'espèce chimique chlorure de baryum s'associent en solution
avec les ions sulfate provenant de l'espèce chimique sulfate de sodium pour donner l'espèce
chimique sulfate de baryum.
Quelle expérience permet de vérifier que cette proposition est juste ou fausse ?
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Espèce Chimique ionique et non-ionique
A/ Définitions relatives aux espèces chimiques
Notion d’Espèce Chimique :
Enoncé D1 : Une E.C. serait un produit parfaitement pur, si cela pouvait exister.
Enoncé D2 : Les produits presque purs (P.P.P.) utilisés par les chimistes sont constitués
essentiellement d’une seule espèce chimique dont ils portent généralement le nom.
Définition d’une espèce chimique ionique :
Enoncé D3 − La plupart des espèces chimiques qui ont un nom composé sont des espèces
chimiques ioniques. Elles sont constituées d'ions positifs (cations) et d'ions négatifs (anions).
Il y a forcément des ions des deux types.
* Les ions dont le nom se termine par ure, yde ou ate sont des ions négatifs.
* Les ions dont le nom se termine par ium sont des ions positifs.
Les noms de certains ions ne se terminent par aucun de ces suffixes. Exemple : les ions fer,
soufre.
Définition d’une espèce chimique non-ionique :
Enoncé D4 − Toutes les espèces chimiques qui ont un nom simple sont non-ioniques.
Attention : Quelques espèces chimiques au nom composé sont non-ioniques : dioxyde de
carbone, monoxyde d'azote, acide acétique...
B/ Définitions relatives aux solutions aqueuses
Enoncé D5 – On trouve beaucoup de solutions aqueuses dans la nature : ce sont des liquides
contenant beaucoup d’eau mélangée avec des espèces chimiques.
On peut préparer une solution aqueuse en ajoutant une pointe de spatule d’un PPP dans l’eau
et en agitant.
Enoncé D6 – Si tout ce qui a été ajouté n’est plus visible à l’œil nu, on dit que l’espèce
chimique correspondante est soluble dans l’eau. Le mélange est homogène, il n’y a qu’une
seule phase.
Enoncé D7 – Si tout ce qui a été ajouté reste visible à l’œil nu, on dit que l’espèce chimique
correspondante est insoluble dans l’eau. Le mélange est hétérogène, il y a plusieurs phases.
C/ Modèle des ions qui s’associent en solution
Enoncé M1 – Quand une espèce chimique ionique est soluble, les cations et les anions qui la
constituent coexistent en solution.
Enoncé M2 – Quand une espèce chimique ionique n'est pas soluble, les cations et les anions
qui la constituent ne coexistent pas en solution. Ces ions, lors d'un mélange de deux
solutions, s'associent pour former une espèce chimique ionique insoluble. C'est ainsi
qu'on interprète l'apparition d'un précipité.
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