Nom: Groupe: Date: 2 Les molécules C et les solutions

25

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

Les molécules et les solutions

Les molécules et les ions

2Ch

ap

itr

e

PAGES 40 À 48

1. Que suis-je ?

a) Je suis un ensemble de deux ou de plusieurs atomes liés chimiquement.

b) Je suis un atome dont le nombre d’électrons est différent du nombre de protons.

c) Je suis un groupe de deux atomes ou plus liés chimiquement et portant une charge électrique à la suite de la perte ou du gain d’un ou de plusieurs électrons.

d) J’ai tendance à me lier à mes semblables pour acquérir une configuration électronique semblable à celle des gaz nobles.

e) Je suis l’union de deux atomes à la suite du transfert ou du partage d’un ou de plusieurs électrons.

2. Complétez le tableau suivant en indiquant les caractéristiques des ions positifs et des ionsnégatifs.

Ion Liaison chimique Atome Ion polyatomique Molécule

En théorie

STE

STE

Ion négatif Ion positif

Gain ou perte d’électrons

Nombre d’électrons par rapport au nombre de protons

Bilan des charges

Pour répondre à certaines des questions qui suivent,vous aurez besoin du tableau périodique qui se trouve

à l’intérieur de la couverture avant de ce cahier.

Gain Perte

Supérieur Inférieur

Négatif Positif

Molécule.

Ion.

Ion polyatomique.

Atome.

Liaison chimique.

26

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

3. Complétez le tableau suivant en indiquant, selon le cas, la formule chimique ou le nom desions polyatomiques.

Cahier d’activités ST-STE

STE

Formulechimique

NomFormulechimique

Nom

CH3COO– Ammonium

Hydroxyde PO43–

Nitrite NO3–

SO32– Sulfate

CO32– Bicarbonate

CIO3– CrO4

2–

4. Le tableau ci-après résume certaines caractéristiques des ions des éléments du groupe A du tableau périodique.

Complétez ce tableau :

a) En indiquant le nombre d’électrons de valence de chaque famille d’éléments ;

b) En précisant la tendance de chaque famille à gagner ou à perdre des électrons;

c) En donnant un exemple d’ions formés dans les quatre premières périodes du tableaupériodique.

I A(alcalins)

II A(alcalino-terreux)

III A IV A V A VI AVII A

(halogènes)

VIII A(gaz

nobles)

Nombred’électrons de valence

8(saufHe)

TendancePerdre

2 e–Gagner

1 e–

Ni gain,ni perte(stable)

Exempled’ions formés

F– He

Acétate NH4�

OH– Phosphate

NO2– Nitrate

Sulfite SO42–

Carbonate HCO3–

Chlorate Chromate

1 2 3 4 5 6 7

Perdre 1 e–

Perdre 3 e–

Gagnerou

perdre 4 e–

Gagner 3 e–

Gagner 2 e–

Li�

Na�

K�

Be2�

Mg2�

Ca2�

B3�

Al3�

Ga3�

C4�, C4�

Si4�, Si4�

Ge4�

N3�

P3�

As3�

O2�

S2�

Se2�

27

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

5. Qu’est-ce qui distingue une liaison ionique d’une liaison covalente ?

6. Pourquoi certains atomes ont-ils tendance à se lier avec d’autres atomes ?

7. a) Qu’est-ce que la règle de l’octet?

b) Dans le cas du lithium, du béryllium et du bore, on parle plutôt de la règle du doublet.Expliquez pourquoi.

8. Pourquoi un atome qui gagne un ou plusieurs électrons a-t-il une charge négative ?

9. Indiquez la formule chimique des ions formés dans les situations suivantes.

a) Un atome de calcium qui perd d) Un atome de potassium quideux électrons. perd un électron.

b) Un atome de phosphore qui e) Un atome de soufre qui gagne trois électrons. gagne deux électrons.

c) Un atome de chlore qui gagne f) Un atome de magnésium quiun électron. perd deux électrons.

En pratique

STE

Une liaison ionique est le résultat du transfert d’un ou de plusieurs électrons d’un atome

(généralement un métal) à un autre atome (généralement un non-métal), tandis qu’une

liaison covalente est le résultat du partage d’une ou de plusieurs paires d’électrons entre

deux atomes (généralement deux non-métaux).

Les éléments cherchent à acquérir la configuration électronique du gaz noble situé le

plus près d’eux dans le tableau périodique, en gagnant ou en perdant un ou plusieurs

électrons. Comme tous les gaz nobles (à l’exception de l’hélium) possèdent huit

électrons de valence, on dit que les éléments suivent la règle de l’octet.

Ces éléments suivent la règle du doublet parce qu’ils cherchent à acquérir une

configuration électronique semblable à celle de l’hélium, qui possède une seule couche

électronique de deux électrons de valence.

Pour acquérir une configuration électronique semblable à celle d’un gaz noble, ce qui les

rend plus stables.

Parce qu’il possède alors plus d’électrons que de protons et que la charge électrique de

l’électron est négative.

Ca2� K�

P3� S2�

Cl� Mg2�

28

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

10. Indiquez si les représentations suivantes correspondent à un atome, à un ion positif ou àun ion négatif, puis indiquez la formule chimique de l’atome ou de l’ion représenté.

a) d)

Représentation d’un Représentation d’un

Formule chimique : Formule chimique :

b) e)



c) f)



11. Reliez les ions de la colonne de gauche avec ceux de la colonne de droite de façon à formerune liaison chimique électriquement neutre. (Ils peuvent être liés à plus d’un autre ion.)

B3+ • • 2 O2–

C4+ • • N3–

K+ • • SO42–

2 H+ • • OH–

Mg2+ • • Cl–

NH4+ • • O2–


STE

ion positif. ion négatif.

Mg2� Cl�

ion négatif. atome.

F� C

atome. ion positif.

P K�

29

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

12. a) À l’aide de la notation de Lewis, représentez dans l’encadré ci-contre la liaison chimique d’un atome de calcium avec deux atomes de fluor.

b) S’agit-il d’une liaison ionique ou d’une liaison covalente ? Expliquez votre réponse.

13. a) À l’aide de la notation de Lewis, représentez dans l’encadré ci-contre la liaison chimique de deux atomes de chlore.

b) S’agit-il d’une liaison ionique ou d’une liaison covalente ? Expliquez votre réponse.

14. a) À l’aide de la notation de Lewis, représentez dans l’encadré ci-contre la liaison chimique d’un atome de soufre avec deux atomes de brome.

b) S’agit-il d’une liaison ionique ou d’une liaison covalente? Expliquez votre réponse.

15. Nommez le type de liaison qui unit les atomes des molécules suivantes.

a) H2O : d) NaCl :

b) LiBr : e) CH4:

c) I2 : f) NaBr :

16. Parmi les molécules suivantes, faites une croix (X) sur celles qui ne peuvent pas exister,puis expliquez votre réponse.

Kl NaK MgS LiNe NH3 H2SO4

STE

STE

STE

STE

STE

Les molécules NaK et LiNe ne peuvent pas exister. La molécule NaK ne peut pas exister

parce qu’il s’agit de deux donneurs d’électrons. La molécule LiNe ne peut pas exister parce

que le néon est un gaz noble. Il n’a donc pas tendance à réagir avec d’autres atomes.

Il s’agit d’une liaison covalente parce que l’atome de soufre (non-métal) partage un

électron avec chaque atome de brome (non-métal).

Cl Cl

Br S Br

F– Ca2+ F–

Il s’agit d’une liaison ionique parce que deux électrons ont été transférés d’un atome

(ou d’un métal) à un autre (ou à un non-métal).

Il s’agit d’une liaison covalente parce que deux atomes (ou deux non-métaux) partagent

une paire d’électrons.

Liaison covalente. Liaison ionique.

Liaison ionique. Liaison covalente.

Liaison covalente. Liaison ionique.

30

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

Les règles d’écritureet de nomenclature

PAGES 48 À 50


1. À quoi servent les règles d’écriture et de nomenclature?

2. a) Qu’est-ce qu’une formule chimique ?

b) Quelles sont les trois règles à suivre pour écrire la formule chimique d’une molécule ?

3. a) De combien d’éléments est composée une molécule binaire ?

b) Dans quel ordre faut-il appliquer les règles de nomenclature suivantes pour nommer unemolécule binaire ? Inscrivez dans chacune des cases le chiffre approprié (de 1 à 5), sachantque 1 représente la première étape.

A. Nommer le premier élément.

B. Modifier le nom du second élément.

C. Ajouter, s’il y a lieu, un ou des préfixes pour préciser le nombre d’atomes de chaque élément.

D. Faire suivre le nom du second élément modifié par le déterminant «de».

E. Nommer le second élément.

En théorie

STE

STE

STE



4

2

5

3

1

Une molécule binaire est composée de deux éléments.

La représentation symbolique d’une molécule.

• Trouver le symbole chimique de chacun des éléments qui composent la molécule.

• Déterminer l’ordre d’écriture des symboles chimiques. Si une molécule binaire

comporte un métal et un non-métal, on écrit toujours le symbole chimique du métal

en premier. Dans les autres cas, on écrit les symboles chimiques selon l’ordre suivant :

B, Ge, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O et F.

• Ajouter, s’il y a lieu, des indices précisant le nombre d’atomes de chaque élément. Les

indices sont placés en bas et à droite du symbole de l’élément auquel ils se rapportent.

Les règles d’écriture et de nomenclature permettent de nommer plusieurs substances.

Elles permettent aussi de connaître les éléments qui constituent ces substances, ainsi

que leurs proportions.

31

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

4. Complétez le tableau suivant en indiquant, selon le cas, le nom de l’élément ou le nomutilisé dans la nomenclature lorsque cet élément fait partie d’une molécule binaire.

STE

STE

STE

Nom del’élément

Nom utilisé dans la nomenclature

Nom de l’élémentNom utilisé dans la nomenclature

Azote Hydrure

Bromure Iode

Carbure Oxygène

Chlore Phosphure

Fluor Sulfure

5. Complétez le tableau suivant en indiquant les préfixes utilisés pour préciser le nombred’atomes d’un élément dans une molécule binaire.

Nombre d’atomes Préfixe Nombre d’atomes Préfixe

Un Six

Deux Sept

Trois Huit

Quatre Neuf

Cinq Dix

6. Vrai ou faux ? Lorsqu’un énoncé est faux, rectifiez-le.

a) Pour écrire la formule chimique d’une molécule, il faut trouver le symbole chimique detous les éléments qui la composent.

b) Si une molécule binaire comporte un métal et un non-métal, on écrit toujours le symbolechimique du non-métal en premier.

c) Lorsqu’une molécule ne comporte qu’un seul atome d’un élément, on doit mettrel’indice «1».

En pratique

Vrai.

Faux. On écrit toujours le symbole du métal en premier lorsqu’une molécule binaire

comporte un métal et un non-métal.

Faux. On n’a pas à mettre l’indice «1» lorsqu’il n’y a qu’un seul atome d’un élément.

Nitrure Hydrogène

Brome Iodure

Carbone Oxyde

Chlorure Phosphore

Fluorure Soufre

Mono Hexa

Di Hepta

Tri Octa

Tétra Nona

Penta Déca

32

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:


7. Écrivez la formule chimique qui correspond à la liaison des éléments suivants, puisexpliquez la façon dont vous avez procédé.

a) Le chlore et le magnésium. Formule chimique :

Explication :

b) Le carbone et l’oxygène. Formule chimique :

Explication :

c) Le soufre et le sodium. Formule chimique :

Explication :

d) L’hydrogène et l’azote. Formule chimique :

Explication :

8. Nommez les molécules suivantes en respectant les règles de nomenclature.

a) SiBr4 : d) V2O5:

b) LiCl : e) PbI2 :

c) LiNO3: f) Zn(NO3)2 :

9. Donnez la formule chimique des molécules suivantes.

a) Hydroxyde de sodium: d) Chlorure de sodium :

b) Sulfate de cuivre: e) Sulfure de dihydrogène :

c) Tétrachlorure f) Nitrate de sodium :de carbone :

STE

STE

STE

MgCl2

Le magnésium est un métal, on écrit donc son symbole en premier. Le Mg

a tendance à donner deux électrons. Le Cl a tendance à gagner un électron. Il faut donc

compter deux atomes de Cl pour chaque atome de Mg.

CO2

Aucun des deux éléments n’est un métal. Le symbole du carbone doit se

placer en premier selon l’ordre conventionnel. Le C a tendance à gagner ou à donner

quatre électrons. L’oxygène cherche à acquérir deux électrons. Il faut donc compter

deux atomes de O pour chaque atome de C.

Na2S

Le sodium est un métal, on écrit donc son symbole en premier. Le S

cherche à gagner deux électrons. Le Na tend à donner un électron. Il faut donc compter

deux atomes de Na pour chaque atome de S.

NH3

Aucun des deux éléments n’est un métal. Le symbole de l’azote doit se

placer en premier selon l’ordre conventionnel. Le N cherche à acquérir trois électrons.

Le H a tendance à donner un électron. Il faut donc compter trois atomes de H pour

chaque atome de N.

Tétrabromure de silicium. Pentoxyde de divanadium.

Chlorure de lithium. Diiodure de plomb.

Nitrate de lithium. Dinitrate de zinc.

NaOH NaCl

CuSO4 H2S

NaNO3CCl4

33

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

La solubilité et la concentration PAGES 50 À 54

1. Indiquez à quel terme de la liste suivante correspond chacun des énoncés ci-après.

a) Mélange homogène dans lequel on ne peut pas distinguer les substances qui le composent, même avec l’aide d’un instrument d’observation.

b) Procédé qui consiste à diminuer la concentration d’une solutionen y ajoutant du solvant.

c) Mélange homogène dans lequel le solvant est de l’eau.

d) Procédé qui consiste à mettre en solution un soluté dans un solvant.

e) Substance qui se dissout dans une autre.

f) Substance capable de dissoudre un soluté.

2. La dilution, la dissolution et l’évaporation permettent de modifier la concentration d’unesolution. Complétez le tableau suivant en indiquant les caractéristiques propres à chacun deces procédés.

En théorie

Dilution Dissolution Solution Solution aqueuse Soluté Solvant

Procédé (ajout ou diminution de solvant ou de soluté)

Effet sur la solution (augmentation ou diminution de la concentration)

Dilution

Dissolution

Évaporation

3. Complétez les définitions ci-après à l’aide des termes de la liste suivante.

a) La correspond au nombre de parties de solutédissous dans un million de parties de solution.

b) La correspond au nombre de grammes de solutépar litre de solution.

Concentration en g/L Concentration en % Concentration en PPM Concentration molaire Concentration

concentration en PPM

concentration en g/L

Solution.

Dilution.

Solution aqueuse.

Dissolution.

Soluté.

Solvant.

Ajout de solvantDiminution de

la concentration

Ajout de solutéAugmentation de la concentration

Diminution de solvantAugmentation de la concentration

34

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

c) La correspond, selon le cas, au nombre degrammes de soluté par 100 ml de solution ( % m/V), au nombre de millilitres de solutépar 100 ml de solution ( % V/V), ou au nombre de grammes de soluté par 100 g desolution ( % m/m).

d) La correspond au nombre de moles de solutédissous dans un litre de solution.

e) La correspond à la quantité de soluté dissous parrapport à la quantité de solution.

4. a) La formule suivante permet de calculer la concentration en g/L d’une solution. Donnez la signification des symboles de cette formule en précisant, dans chaque cas, les unitésde mesure.

C �m V


Symbole Signification du symboleUnité de mesure(et son symbole)

C

m

V

Symbole Signification du symboleUnité de mesure(et son symbole)

C

n

V

b) Complétez ces deux équivalences.

1 ppm � � �

Dans les solutions aqueuses: 1 ppm � �g L

mg L

g g

mg g

mg kg

STE

STE

c) La formule suivante permet de calculer la concentration molaire d’une solution. Donnezla signification des symboles de cette formule en précisant, dans chaque cas, les unitésde mesure.

C �n V

Concentration Gramme par litre (g/L)

Masse du soluté dissous Gramme (g)

Volume de la solution Litre (L)

1 1 1

1 000 000 1 000 1

1 1

1 000 1

Concentration Mole par litre (mol/L)

Quantité de soluté Mole (mol)

Volume de la solution Litre (L)

concentration en %

concentration molaire

concentration

35

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

5. Pour préparer 1 L de limonade, vous avez pressé 10 citrons pour en extraire le jus, puisvous avez versé ce jus dans de l’eau. Ensuite, vous avez ajouté 15 g de sucre.

a) Cette limonade est une solution. Elle est composée d’un solvant et de deux solutés.Lesquels ?

b) Lorsque vous avez sucré votre limonade, avez-vous procédé à une dilution ou à unedissolution ? Expliquez votre réponse.

c) Après avoir goûté à votre limonade, vous vous rendez compte qu’elle est trop sucrée.Quel procédé devriez-vous utiliser pour diminuer la concentration de sucre dans votrelimonade? Expliquez ce que vous feriez pour réaliser ce procédé.

6. Une cannette de 350 ml de thé glacé renferme 5 g de sucre.

a) Quelle est la concentration de sucre (en g/L) dans cette solution ?

En pratique

Réponse :

Réponse :

Réponse :

b) Quelle est la concentration de sucre (en % m/V) dans cette solution ?

c) Quelle serait la masse de sucre présent dans la cannette si la concentration de lasolution était de 5 % m/V ?

Le solvant est l’eau, tandis que les solutés sont le jus de citron et le sucre.

J’ai procédé à une dissolution, car j’ai ajouté du sucre (soluté) dans la limonade.

Je devrais utiliser un procédé de dilution. Je pourrais ajouter de l’eau (solvant) ou de la

limonade non sucrée pour diminuer la concentration de sucre dans la limonade.

La concentration de sucre est de 14,3 g/L.

C � � � 14,3 g/Lm

V

5 g

0,35 L

La concentration de sucre est de 1,43% m/V.

C � � � 1,43 % m/V? g

100 ml

14,3 g

1000 ml

5 g/100 ml � 350 ml � 17,5 g

La masse de sucre serait de 17,5 g.

5 % m/V � � ? g

350 ml

5 g

100 ml

8. Un échantillon de 700 g de sol contaminé contient 0,032 g d’un polluant. Quelle est laconcentration de ce polluant en ppm ?

36

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

7. L’un de vos amis veut installer un aquarium d’eau de mer dans sa chambre. L’aquarium aune capacité de 225 L.

a) Sachant que la concentration de sel dans l’eau de mer est de 35 g/L environ, quellemasse de sel votre ami devra-t-il dissoudre dans l’eau de l’aquarium ?


Réponse :

b) Quelle sera alors la concentration de sel (en % m/V) dans cette solution ?

Réponse :

Réponse :

Réponse :

Réponse :

c) Quelle serait la concentration de sel (en g/L) dans cette solution si l’on ajoutait 75 Ld’eau dans l’aquarium ?

9. Si un sol contient du plomb dans une concentration de 5 ppm, quelle masse de plomb seraprésente dans un échantillon de 500 g?

5 mg/kg � 0,5 kg � 2,5 mg

C � 5 ppm � 5 mg/kg

500 g � 0,5 kg

� ? mg

0,5 mg

5 mg

1 kg

0,032 g � 32 mg700 g � 0,7 kg32 mg/0,7 kg � 46 ppm

La concentration du polluant est de 46 ppm.

La concentration de sel sera de 3,5% m/V.

C � � � 3,5% m/V? g

100 ml

35 g

1000 ml

La concentration de sel serait de 26,25 g/L.

C � � 26,25 g/L7875 g

(225 L � 75 L)

m � 35 g/L � 225 L � 7875 g

Mon ami devra dissoudre 7875 g de sel.

C �m

VDonc, m � C � V

Une masse de plomb de 2,5 mg sera présente dans l’échantillon de 500 g.

37

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

Réponse :

Réponse :

Réponse :

10. Des spécialistes en toxicologie mènent une étude sur le taux de contamination du sold’un jardin communautaire. Ils prélèvent plusieurs échantillons de sol de 250 g. Dans ceséchantillons, les spécialistes mesurent, en moyenne, une quantité d’arsenic de 8,75 mg.Sachant que la norme acceptable de concentration d’arsenic dans les sols cultivés est de30 ppm, le sol de ce jardin communautaire respecte-t-il la norme ? Expliquez votreréponse à l’aide d’un calcul.

STE 11. Calculez la concentration molaire de chacune des solutions suivantes.

a) 225 g de KCl dans 2,2 L d’eau.



b) 120 g de bicarbonate de sodium (NaHCO3) dans 1300 ml d’eau.

La concentration molaire de KCl dans la solution est de 1,37 mol/L.

MKCl � 39,10 g/mol � 35,45 g/mol � 74,55 g/mol

n � � 3,02 mol225 g

74,55 g/mol

C � � � 1,37 mol/Ln

V

3,02 mol

2,2 L

M �m

n

Donc, n �m

M

La concentration molaire de NaHCO3 dans la solution est de 1,1 mol/L.

MNaHCO3: 22,99 g/mol � 1,01 g/mol � 12,01 g/mol � (3 � 16,00 g/mol) � 84,01 g/mol

n � � 1,43 mol120 g

84,01 g/mol

C � � � 1,1 mol/Ln

V

1,43 mol

1,3 L

M �m

n

Donc, n �m

M

Non, la concentration d’arsenic dans le sol du jardin ne respecte pas la norme, puisqu’elle est de 35 ppm.

C � � 35 mg/kg � 35 ppm8,75 mg

0,25 kg

38

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

12. Pour réaliser une expérience, vous devez préparer 750 ml d’une solution aqueuse de BaCl2à une concentration de 0,5 mol/L.

a) Quel est le solvant de cette solution ? Expliquez votre réponse.

b) Quelle masse de BaCl2 devrez-vous dissoudre dans l’eau ?


STE

STE

STE

Réponse :

Réponse :

Réponse :

13. Combien y a-t-il de grammes de AgNO3 dans 50 ml d’une solution dont la concentrationest de 1,3 mol/L ?

14. Une solution aqueuse d’ammoniaque a une concentration de 1,35 mol/L. Quel volume desolution devriez-vous prélever pour obtenir 0,65 mol d’ammoniaque ?

De l’eau, car le solvant est toujours de l’eau dans une solution aqueuse.

MBaCl2: 137,33 g/mol � (2 � 35,45 g/mol) � 208,23 g/mol

Donc, n � C � V = 0,5 mol/L � 0,750 L � 0,375 mol

Donc, m = M � nm � 208,23 g/mol � 0,375 mol � 78,09 g

Je devrai dissoudre une masse de BaCl2 de 78,09 g.

C �n

V

M �m

n

MAgNO3: 107,87 g/mol � 14,01 g/mol � (3 � 16,00 g/mol) �169,88 g/mol

Donc, n � C � V = 1,3 mol/L � 0,05 L � 0,065 mol

Donc, m = M × nm � 169,88 g/mol � 0,065 mol � 11,04 g

La solution contient 11,04 g de AgNO3.

C �n

V

M �m

n

Je devrais prélever 480 ml de solution pour obtenir 0,65 mol d’ammoniaque.

C �n

V

Donc, V �n

C

V � � 0,48 L0,65 mol

1,35 mol/L

39

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

15. Quel est le volume d’une solution contenant 68 mol de CaCl2 et dont la concentration estde 3 mol/L ?

STE

STE

Réponse :

Rang :

Rang :

Rang :

Rang :

Rang :

16. Calculez les concentrations molaires de chacune des solutions suivantes, puis classez-les selon leur concentration (de 1 à 5), sachant que 1 représente la solution la moins concentrée.

a) 0,25 mol de HCl dans 8 L de solution.

b) 75 g de NaCl dans 500 ml de solution.

c) 5 mol de NaOH dans 12 L de solution.

d) 4,5 mol de FeCl3 dans 650 ml de solution.

e) 5 % m/V de KCl dans une solution aqueuse.

1

MNaCl : 22,99 g/mol � 35,45 g/mol � 58,44 g/mol

Le volume de la solution est de 22,67 L.

C �n

V

Donc, V �n

C

V � � 22,67 L68 mol

3 mol/L

C � � � 0,03 mol/L0,25 mol

8 L

n

V

2C � � � 0,42 mol/L5 mol

12 L

n

V

5C � � � 6,92 mol/L4,5 mol

0,65 L

n

V

M �m

n

C � � � 2,56 mol/L1,28 mol

0,5 L

n

V

4Donc, n � � � 1,28 mol75 g

58,44 g/mol

m

M

MKCl : 39,10 g/mol � 35,45 g/mol � 74,55 g/mol5% m/V � 5 g/100 ml � 50 g/L

Donc, C � 0,67 mol/L

M �m

n 3Donc, n � � � 0,67 mol

50 g

74,55 g/mol

m

M

40

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

La conductibilité électrique et le pH

PAGES 55 À 61


1. a) Qu’est-ce qu’un électrolyte ?

b) Qu’est-ce qu’un non-électrolyte ?

c) Qu’est-ce que la conductibilité électrique d’une solution ?

2. a) Lorsqu’on dissout un électrolyte dans l’eau, il se sépare en deux ions de chargesopposées. Comment appelle-t-on cette transformation physique ?

b) Qu’est-ce qui permet le passage du courant électrique dans une solution ?

3. Remplissez le tableau suivant.

En théorie

STE

Électrolyte fort Électrolyte faible Non-électrolyte

Taux de dissociationélectrolytique

Passage du courant

Luminosité d’une ampoule

Exemple

4. Que suis-je ?

a) Je suis une substance issue de la liaison entre un ion métallique et un ion non métallique (autres que les ions H+ et OH–).

b) Je suis une substance dont la formule chimique débute souvent par un métal et se termine habituellement par un groupe OH–, et je colore le papier tournesol en bleu.

Acide Base Sel

Très grand Petit Nul

Oui Oui, mais faiblement Non

Très grande Faible Aucune

NaCl HF Sucre (C12H22O11)

Un électrolyte est une substance qui, dissoute dans l’eau, permet le passage du courant

électrique.

Un non-électrolyte est une substance qui, dissoute dans l’eau, ne permet pas le passage

du courant électrique.

Sa capacité de permettre le passage du courant électrique.

Sel.

Base.

Une dissociation électrolytique.

Les ions formés lors d’une dissociation électrolytique permettent le passage du courant

électrique.

41

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

c) Je suis généralement formé d’un métal et d’un ou de plusieurs non-métaux, et le papier tournesol reste violet.

d) Je suis une substance qui libère des ions H+ en solutionaqueuse et j’ai un pH inférieur à 7.

e) Je suis généralement formé d’un ion H+ et d’un non-métal, et je colore le papier tournesol en rouge.

f) Je suis une substance qui libère des ions OH– en solutionaqueuse et j’ai un pH supérieur à 7.

5. a) Qu’est-ce que le pH ?

b) À quoi sert l’échelle du pH ?

c) Sachant que l’échelle du pH est une échelle logarithmique, que signifie une différencede une unité de pH entre deux substances ?

d) À quelle unité de pH correspond une concentration en ions H+ de 0,1 mol/L ?

6. a) Complétez l’échelle du pH suivante en inscrivant les termes acide, basique et neutredans les cases appropriées.

STE

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

b) Donnez un exemple d’une substance qui correspond aux niveaux de pH suivants.

A. pH de 7 :

B. pH de 2 :

C. pH de 10 :

D. pH de 8 :

Une propriété qui permet de distinguer les solutions acides, basiques et neutres.

Le pH est une indication de la concentration des ions H� présents dans une solution.

Elle sert à déterminer le degré d’acidité ou de basicité d’une solution.

Une différence de une unité de pH entre deux substances signifie qu’une de ces

substances est 10 fois plus acide que l’autre.

Cette concentration correspond à un pH de 1.

STE

Acide Neutre Basique

Sel.

Acide.

Acide.

Base.

Exemples de réponses.Eau pure, sang humain.

Jus de citron.

Savon.

Eau de mer.

42

CH

AP

ITR

E 2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

7. Dans chacune des illustrations ci-après :

a) Indiquez si la substance en solution est un électrolyte fort, un électrolyte faible ou unnon-électrolyte.

b) Dessinez ensuite la substance en solution en indiquant à l’aide de flèches le comportementdes ions présents dans la solution (s’il y a dissociation électrolytique).

En pratique


STE

A. Chlorure d’hydrogène (HCl) en solution aqueuse :

8.Complétez les équations de dissociation électrolytique suivantes.

a) HBr(g) d) CsOH(s)

b) CaS(s) e) KOH(s)

c) HI(g) f) MgCI2(s)H2O➞

H2O➞

H2O➞

H2O➞

H2O➞

H2O➞

B. Glucose (C6H12O6) en solution aqueuse :

C. Fluorure d’hydrogène (HF) en solution aqueuse :

C6H12O6

C6H12O6

Électrolyte fort.

H�(aq) � Br�

(aq) Cs�(aq) � OH�

(aq)

Ca2�(aq) � S2�

(aq) K�(aq) � OH�

(aq)

H�(aq) � I�(aq) Mg2�

(aq) � 2 Cl�(aq)

Non-électrolyte.

Électrolyte faible.

Cl–

H+

F–

H+

43

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

CH

AP

ITR

E 2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

9. À quel type d’électrolyte correspond chacune des substances de la question précédente ?

Acides : Bases : Sels :

10. Complétez l’énoncé suivant.

Plus le pH d’une solution est élevé, plus la solution est ;

plus le pH d’une solution est faible, plus la solution est .

11. Un technicien mesure le pH de l’eau d’une piscine municipale. Il obtient un résultat de 6,9.Durant les deux jours qui suivent le test, il pleut sans arrêt. Sachant que le pH de l’eau depluie est environ de 5, répondez aux questions suivantes en expliquant vos réponses.

a) Les fortes pluies ont modifié le pH de l’eau de la piscine. Selon vous, l’eau de lapiscine est-elle devenue plus basique ou plus acide ?

b) La piscine présentera-t-elle alors un surplus d’ions H+ ou un surplus d’ions OH–?

c) Que pourrait faire le technicien pour rétablir le pH de la piscine à 6,9 ?

12. a) Le jus de citron (pH de 2) est combien b) Quel est le pH d’un liquide 10 000 fois de fois plus acide que le café (pH de 5) ? plus basique que le lait (pH de 6) ?

13. Un soluté inconnu est dissous dans l’eau. En observant les deux photographies ci-dessous,déterminez s’il s’agit d’un électrolyte ou d’un non-électrolyte, d’un acide ou d’une base.Expliquez vos réponses.

Photo 2Photo 1

L’eau de la piscine est devenue plus acide, car le pH de la pluie est environ de 5.

La piscine présentera un surplus d’ions H�, car les substances plus acides, comme la

pluie, libèrent des ions H�, et l’eau de la piscine avait un pH presque neutre (6,9) avant

qu’il ne pleuve.

Il pourrait ajouter une substance basique dans l’eau.

Il s’agit d’un électrolyte, car la solution permet le passage du courant électrique, et

d’un acide parce que le papier tournesol tourne au rouge.

HBr, HI. CsOH, KOH. CaS, MgCl2.

1000 fois plus acide. Le pH de ce liquide est de 10.

basique

acide

Nom: Groupe: Date:D

ÉFI

■C

HA

PIT

RE

2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

44

DÉFI Comment éviter le prochain dégât?


Servez-vous des connaissances acquises dans le chapitre 2 pour élaborer un système pouvant avertir Samuel de l’imminence d’un débordement. Vous n’avez pas à utiliser tous les objets proposés.

Samuel a besoin de votre aide pour résoudre un problème de réservoir d’eau qui déborde.

1. Un réservoir reçoit de l’eau salée de 2. Il arrive que le réservoir déborde. Samuel façon irrégulière par un tuyau. travaille dans la pièce voisine du bassin d’eau. Il

doit surveiller celui-ci, mais il ne peut pas passertout son temps à regarder l’eau monter.

3. Samuel dispose des objets suivants.

Pile Ampoule Minuterie Fils électriques Flotteur

Électrodes

Les sels sont des électrolytes qui peuvent se dissoudre dans l’eau. Par exemple, la

dissociation électrolytique du sel de table (NaCl) produit des ions positifs (Na+) et des ions

négatifs (Cl–). Ces ions permettent au courant électrique de circuler et peuvent donc

permettre à une ampoule de s’allumer. Pour avertir Samuel, on peut donc construire un

circuit électrique. Pour cela, on doit placer les électrodes à l’intérieur du bassin, à la hauteur

maximale que l’eau peut atteindre avant que le bassin ne déborde. Les électrodes seront

reliées à la pile électrique et à l’ampoule par des fils électriques. En plaçant l’ampoule près

de Samuel, celui-ci sera averti que le bassin est suffisamment rempli lorsque l’ampoule

s’allumera.

45

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

Bilan du chapitre 2

1. Vrai ou faux ? Si un énoncé est faux, rectifiez-le.

a) Les ions sont des atomes qui ont perdu ou gagné un ou plusieurs électrons et dont la charge peut être positive ou négative.

b) Le NaCl est un ion négatif.

c) Les éléments de la famille des halogènes possèdent deux ou huit électrons de valence et sont extrêmement stables.

d) Les règles d’écriture permettent de nommer les substances.

e) Une liaison ionique se forme généralement entre deux métaux.

f) Une liaison covalente est le résultat du partage d’une ou de plusieurs paires d’électronsentre deux atomes.

g) Un ion polyatomique est un groupe d’atomes portant une charge électrique.

2. Indiquez la formule chimique et la charge de l’ion le plus probable formé à partir de chacundes éléments suivants.

a) Oxygène: f) Brome :

b) Sodium : g) Radon :

c) Argon : h) Fluor :

d) Azote : i) Soufre :

e) Magnésium : j) Calcium :

STE

STE

STE

STE



Vrai.

Faux. L’ion Cl� est un ion négatif. La molécule de NaCl est composée de deux ions:

Na� et Cl�.

Faux. Les éléments de la famille des halogènes possèdent sept électrons de valence

et sont très réactifs.

Faux. Ce sont les règles de nomenclature qui permettent de nommer les substances.

Faux. Une liaison ionique se forme généralement entre un non-métal et un métal.

Vrai.

Vrai.

O2� Br�

Na� Aucun ion.

Aucun ion. F�

N3� S2�

Mg2� Ca2�

46

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

3. Indiquez si les représentations suivantes illustrent un atome ou un ion, puis indiquez laformule chimique de l’atome ou de l’ion représenté.

a) b)



4. Complétez le tableau suivant.


STE

STE

STE

MoléculeAtome ou ion

formant la moléculeGain d’un ou de

plusieurs électronsPerte d’un ou de

plusieurs électrons

Partage d’une ou de plusieurs paires

d’électrons

KBrK+ ✓

O2✓

CaCO3CO3

2� ✓

Cl2Cl ✓

5. Qu’est-ce qui est le plus stable : un atome d’azote ou une molécule de diazote ? Expliquezvotre réponse en mentionnant le type de liaison de la molécule de diazote.

6. Indiquez, selon le cas, le nom ou la formule chimique des molécules suivantes.

a) P2O5: e) Tétrachlorure de carbone :

b) LiH : f) Phosphate de trisodium :

c) Difluorure de calcium : g) CaCl2 :

d) MgSO4: h) Nitrate d’argent :

Br� ✓

O ✓

O

Ca2� ✓

Cl ✓

ion. atome.

F� Ne

Une molécule de diazote est plus stable qu’un atome d’azote. En effet, la liaison covalente

de la molécule de diazote permet à deux atomes d’azote de partager trois paires

d’électrons. Ainsi, chacun obtient la configuration électronique d’un gaz noble, ce qui le

rend plus stable.

Pentaoxyde de diphosphore. CCl4

Hydrure de lithium. Na3PO4

CaF2 Dichlorure de calcium.

Sulfate de magnésium. AgNO3

47

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:


a) La dilution permet de diminuer la concentration d’un soluté dans une solution.

b) Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est parfois de l’eau.

c) Si on fait bouillir une solution d’eau salée, l’évaporation de l’eau fera augmenter la concentration d’ions Na+ et Cl–.

d) Une concentration de 7,5 ppm équivaut à 7,5 g/1000 ml.

8. Vous versez 500 g de sulfate de calcium (CaSO4) dans 1200 ml d’eau.

a) Quelle est la concentration de CaSO4, en g/L, dans la solution obtenue ?

STE

Réponse :

Réponse :

b) Quelle est la concentration de CaSO4 en % m/V, dans la solution obtenue ?

c) Quelle est la concentration molaire de CaSO4 dans la solution obtenue ?

Réponse :

La concentration de CaSO4 est de 4,2 % m/V.

C � � � � 4,2 % m/V4,167 g

100 ml

416,7 g

1000 L

? g

100 ml

La concentration de CaSO4 est de 416,7 g/L.

C � � � 416,7 g/Lm

V

500 g

1,2 L

Vrai.

Faux. Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est toujours de l’eau.

Vrai.

Faux. Une concentration de 7,5 ppm équivaut à 7,5 g/1000 L.

MCaSO4: 40,08 g/mol � 32,07 g/mol � (4 � 16,00 g/mol) � 136,15 g/mol

La concentration molaire de CaSO4 est de 3,06 mol/L.

M �m

n

Donc, n �m

M

C � � � 3,06 mol/Ln

V

3,67 mol

1,2 L

n � � 3,67 mol500 g

136,15 g/mol

48

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

d) Si vous versez la solution obtenue dans un bassin de 3000 L d’eau, quelle sera alors la concentration de CaSO4, en ppm, dans le bassin ?


Réponse :

Réponse :

Réponse :

9. Alicia prépare un bain dans lequel elle ajoutera du bicarbonate de sodium (NaHCO3). Elle doit obtenir une concentration de NaHCO3 de 0,6 g/L dans une baignoire contenant200 L d’eau.

a) Quelle masse de bicarbonate de sodium devra-t-elle dissoudre dans l’eau du bain ?

b) Alicia a versé 150 g de NaHCO3 dans la baignoire. Combien devra-t-elle ajouter d’eaupour obtenir la concentration souhaitée ?

Réponse :

c) Quelle est la concentration molaire de NaHCO3 dans la baignoire ?STE

La concentration de CaSO4 sera de 166,6 ppm.

� � 166,6 ppm500 g

3001,2 L

500 000 mg

3001,2 L

Donc, m � C � Vm � 0,6 g/L � 200 L � 120 g

Alicia devra dissoudre 120 g de bicarbonate de sodium.

C �m

V

250 L � 200 L � 50 L

Alicia devra ajouter 50 L d’eau.

C �m

V

Donc, V �m

C

V � � 250 L150 g

0,6 g/L

MNaHCO3: 22,99 g/mol � 1,01g/mol � 12,01g/mol � (3 � 16,00g/mol) � 84,01 g/mol

La concentration molaire de NaHCO3 est de 0,007 mol/L.

M �m

n

Donc, n �m

M

C � � � 0,007 mol/Ln

V

1,79 mol

250 L

n � � 1,79 mol150 g

84,01 g/mol

49

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

Chapitre 2

Nom: Groupe: Date:

10. Vous versez 140 g de sel (NaCl) dans un récipient contenant un peu d’eau. Quel devraitêtre le volume total de la solution pour que la concentration de sel y soit de 4 mol/L ?

Réponse :


a) Les non-électrolytes ne forment pas d’ions lorsqu’on les dissout dans l’eau.

b) Une substance qui libère des ions H+ en solution aqueuse est généralement un acide.

c) Lors d’une dissociation électrolytique, les ions positifs se déplacent vers la bornepositive lorsqu’on plonge dans la solution des électrodes reliées à une pile.

d) La force d’un électrolyte dépend du taux de dissociation électrolytique du soluté.

12. À quel type d’électrolyte correspond chacune des substances suivantes ?

Acides :

Bases :

Sels :

Al(OH)3 HCl KI MgSO4 Ca(OH)2 LiOH MgCl2 HBr H2SO4

STE

STE

MNaCl : 22,99 g/mol � 35,45 g/mol � 58,44 g/mol

Le volume total de la solution devrait être de 0,6 L.

M �m

n

C � Donc, V � � � 0,6 L2,4 mol

4 mol/L

n

C

n

V

Donc, n �m

M

n � � 2,4 mol140 g

58,44 g/mol

Vrai.

Vrai.

Faux. Les ions positifs se déplacent vers la borne négative.

Vrai.

HBr, HCl, H2SO4.

Al(OH)3, Ca(OH)2, LiOH.

KI, MgSO4, MgCl2.

50

BIL

AN

■C

HA

PIT

RE

2

© E

RP

IR

epro

duc

tio

n in

terd

ite

Nom: Groupe: Date:

13. a) Reliez chacune des molécules aux deux ions qu’elles libèrent en solution aqueuse.

Molécules Ions

AgCl • • Ag+

CH3COOH • • CH3COO–

HCl • • Cl–

NaCl • • H+

NaOH • • Na+

• OH–

b) Formulez les équations de dissociation électrolytique que vous avez obtenues en a).

14. Vous disposez de trois différentes solutions (A, B et C) que vous devez classer selon leurconductibilité électrique. Après avoir réalisé un test de conductibilité, vous constatez quela solution A et la solution C font briller intensément une ampoule de 10 W, tandis que lasolution B ne permet pas à l’ampoule de s’allumer.

De quelle façon pourriez-vous déterminer laquelle de ces trois solutions contient un électrolytefort ?

15. Indiquez le pH de chacune des solutions suivantes, puis précisez laquelle est la plus acide.

• La solution A possède un pH 100 fois plus acide que celui de la solution B.

• La solution B possède un pH 10 000 fois plus acide que la solution D.

• La solution C possède un pH 100 fois plus acide qu’un pH de 9.

• La solution D possède un pH 100 fois plus basique que la solution C.

• La solution E possède un pH 100 000 fois plus basique que la solution B.

Réponse :


STE

3

5

7

9

10

AgCl → Ag� � Cl�

CH3COOH → H� � CH3COO�

HCl → H� � Cl�

NaCl → Na� � Cl�

NaOH → Na� � OH�

La solution B contient un non-électrolyte et doit donc être écartée. Pour départager les

solutions A et C, je pourrais remplacer l’ampoule de 10 W par une ampoule plus

puissante (par exemple, de 60 W). Ainsi, la solution qui produira la lumière la plus intense

sera celle qui contient l’électrolyte fort.

La solution la plus acide est la solution A.

Nom: Groupe: Date: 2 Les molécules C et les solutions

Documents

Transcript of Nom: Groupe: Date: 2 Les molécules C et les solutions