3e – Physique-chimie · Organisation et transformations de la matière

Les ions et le pH des solutions

Exercices corrigés de physique-chimie (3e, brevet) sur les ions, les solutions acides, basiques et neutres, la mesure du pH et la dilution.

5 exercices
45 min
Corrigé détaillé

L’essentiel à retenir

Un ion est un atome (ou un groupe d’atomes) qui a gagné ou perdu des électrons. Un ion qui a perdu des électrons est positif (cation), un ion qui en a gagné est négatif (anion).
L’ion $Na^{+}$ a perdu 1 électron ; l’ion $Cl^{-}$ en a gagné 1 ; l’ion $Cu^{2 +}$ en a perdu 2.
Le pH se mesure de 0 à 14. Solution acide : pH < 7 (ions $H^{+}$ majoritaires). Neutre : pH = 7. Basique : pH > 7 (ions $HO^{-}$ majoritaires).
Quand on dilue une solution acide avec de l’eau, son pH augmente et se rapproche de 7.

Exercice 1

Acide, neutre ou basique ?

Pour commencer

Classe : jus de citron (pH 2,5), eau pure (pH 7), eau savonneuse (pH 10), soda (pH 3), eau de Javel (pH 12).

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Acides : jus de citron, soda. Neutre : eau pure. Basiques : eau savonneuse, eau de Javel.

Exercice 2

Électrons gagnés ou perdus

Pour commencer

Pour chaque ion, indique combien d’électrons ont été gagnés ou perdus : $K^{+}$ , $O^{2 -}$ , $Al^{3 +}$ , $F^{-}$ .

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$K^{+}$ : 1 électron perdu ; $O^{2 -}$ : 2 électrons gagnés ; $Al^{3 +}$ : 3 électrons perdus ; $F^{-}$ : 1 électron gagné.

Exercice 3

Composition d’un ion

Pour s’entraîner

L’atome de magnésium a 12 électrons. Combien d’électrons possède l’ion $Mg^{2 +}$ ? Le noyau a-t-il changé ?

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L’ion $Mg^{2 +}$ a perdu 2 électrons : il en possède $12 - 2 = 10$ . Le noyau ne change pas (toujours 12 protons) : seul le nombre d’électrons varie.

Exercice 4

Dilution

Pour s’entraîner

On ajoute beaucoup d’eau à du vinaigre de pH 3. Le pH devient-il 1, 3 ou 5 ? Justifie.

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Il devient 5 : en diluant une solution acide, on diminue la concentration en ions $H^{+}$ , la solution devient moins acide et son pH augmente vers 7, sans jamais le dépasser.

Exercice 5

Sécurité

Pour aller plus loin

Pourquoi ne faut-il jamais verser de l’eau dans un acide concentré, mais l’acide dans l’eau ? Cite aussi deux équipements de protection.

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Le mélange d’un acide concentré et d’eau dégage beaucoup de chaleur : en versant l’eau dans l’acide, la petite quantité d’eau peut bouillir brutalement et projeter de l’acide. En versant lentement l’acide dans un grand volume d’eau, la chaleur est mieux absorbée.

Équipements : lunettes de protection, gants, blouse.