Cours
Certaines molécules en se cassant forment des ions ... polyatomiques, c'est la dissociation Nous avons vu que les ions sont des particules chargées qui peuvent être monoatomiques (un atome qui gagne ou qui perd des électrons). Ces ions peuvent aussi être polyatomiques (composés de plusieurs atomes), il s'agit alors de parties de molécules. En effet, certaines molécules ont des liaisons plus fragiles qui peuvent se rompre. Souvent, la rupture d'un telle liaison est la conséquence d'une différence d'électronégativité assez importante entre deux atomes. La rupture se réalise alors de façon hétérolytique : les deux électrons de la liaison se déplacent sur un atome. Cela génère deux fragments chargés (ions) : Exemple : H2SO4 → 2 H+ + SO4-- Dans un premier temps, le plus facile est de pouvoir retenir les ions polyatomiques les plus courants ainsi que leur charge. Cela sert à construire facilement les structures moléculaires et à écrire les produits de réaction. Voici les ions classés par élément :
|
Que se passe-t-il en solution ? |
|
Certains solutés vont rester sous forme de molécules dans la solution, d'autres seront sous forme d'ions. Globalement, nous parlerons d'électrolytes, une substance qui conduit le courant car elle est composée d'ions ou de solution moléculaire. Cela va dépendre des propriétés moléculaires du soluté. Les molécules possédant des liaisons faiblement polarisées resteront sous forme moléculaires L'exemple de molécules organiques telles que le sucre ou l'alcool est typique. Ces solutés resteront sous forme moléculaire car leurs liaisons sont peu polarisées donc plus fortes, impossible de les casser juste à l'aide d'interactions soluté-solvant. Les molécules possédant des liaisons plus polarisées s'ioniseront ou se dissocieront, ce sont les électrolytes Si les molécules possèdent des liaisons plus polarisées (mais pas ces fameuses "liaisons ioniques"), elles seront partiellement ou totalement sous forme d'ion en solution. Pour ce faire, le solvant devra contribuer à tirer sur les différentes parties de la molécule afin de casser au moins une liaison. On appelera ces composés, des composés IONOGENES (ionogènes = qui peut générer des ions). Pour ces molécules, il faudra écrire une équation de réaction montrant que la molécule réagit avec le solvant : Les molécules possédant une ou plusieurs "liaisons ioniques" sont en réalité formées d'ions ; on les appelle des composés IONOPHORES (Ionophore = qui porte des ions). C'est le cas de nombreux sels, tel que le NaCl dont nous avons présenté la dissolution plus haut. Pour ces molécules, l'équation ne mentionnera pas le solvant dans les réactifs (A titre informatif, on peut l'indiquer sous la flèche de réaction). → Ces ions peuvent venir de substances ionogènes ou ionophores. Dans les électrolytes, nous distinguerons : Cette notion d'électrolyte est de loin la plus importante ...
HCl + H2O
→
H3O+ + Cl-
NaCl
Na+ + Cl-
H2O
|
Certaines molécules se dissocient totalement, d'autres partiellement ! |
|
Les électrolytes forts
Par définition des électrolytes forts, ils sont totalement dissociés. La quantité en ions hydronium en solution est donc stoechimétrique avec la quantité d'électrolyte introduits dans la solution (pour autant que ce soit des acides ou des bases).
Pour les reconnaître, il faut savoir que :
- Les sels sont des électrolytes forts,
- Les acides dont le pKa est inférieur au pKa de H3O+ (-1,74) sont des électrolytes forts.
- Les bases dont le pKa est supérieur au pKa de OH- (15,74) sont des électrolytes forts.
Pour ces composés, lorsque l'on écrit une équation de dissociation, on utilisera une flèche unique. Cela signifie que la réaction est complète et donc que toutes les molécules sont transformées en ions. Il n'existe plus que des ions en solution.
Les électrolytes faibles
Dans le cas des électrolytes faibles, ils sont partiellement dissociés. Cela implique donc que la réaction de dissociation est une réaction équilibrée. Son avancement sera donc fonction d'une constante d'équilibre Ka (constante d'acidité) pour les acides et Kb (constante de basicité) pour les bases.
Tous les électrolytes qui ne répondent pas aux conditions pour être électrolyte fort, sont faibles. Dans ce cas, nous utiliserons une double flèche dans l'équation de dissociation pour montrer qu'il y a un équilibre entre la molécule dissociée et ses ions ... La molécule et ses ions existent tous en solution.
