Chimie · 3ème InfoThème 1 : Les solutions · Chapitre 1

Les électrolytes

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• définir un électrolyte, un anion et un cation ;
• calculer une concentration molaire ;
• distinguer la concentration du soluté et celle des ions qu'il libère ;
• distinguer un électrolyte fort d'un électrolyte faible ;
• écrire l'équation d'ionisation d'un électrolyte dans l'eau.

Situation de départ

Sur l'étiquette d'une bouteille d'eau minérale, on lit les noms de plusieurs ions : calcium, magnésium, sodium, chlorure, sulfate…
Cette eau est-elle un corps pur ? Conduit-elle le courant électrique mieux que l'eau distillée ?
Pour répondre, il faut savoir ce qu'est une solution électrolytique.

I. Les électrolytes

1. Conduction du courant par les solutions

Animation

On réalise le montage ci-dessous : un générateur G, un interrupteur K, un milliampèremètre et un électrolyseur à électrodes de graphite. On place successivement dans l'électrolyseur plusieurs liquides.

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-B84B0E8BG+-KmAsolution étudiéeélectrodesde graphiteélectrolyseur© Mohamed — mimba-educ.com
montage pour tester la conduction d'une solution

Résultats des mesures

Liquide placé dans l'électrolyseurIntensité mesurée
eau distilléetrès faible (I1)
eau + éthanol C2H5OHdu même ordre que I1
eau + sucre (saccharose)du même ordre que I1
eau + chlorure de sodium NaClbeaucoup plus grande
solution d'acide chlorhydriquebeaucoup plus grande

L'alcool et le sucre n'améliorent pas la conduction de l'eau ; le sel et le chlorure d'hydrogène l'améliorent nettement.

2. Définition d'un électrolyte

Définition

Un électrolyte est un composé dont la solution aqueuse conduit le courant électrique mieux que l'eau pure.
Sa solution est appelée solution électrolytique.

Exemples

  • Exemples d'électrolytes : NaCl, KCl, HCl, CuCl2, FeSO4, FeCl3, AlCl3, ZnSO4, NH3…
  • Le sucre et l'alcool ne sont pas des électrolytes : dans l'eau, ils restent sous forme de molécules.

II. Le courant dans une solution électrolytique

1. Migration des ions

Animation

Dans un tube en U, on place au fond une solution S1 contenant du sulfate de cuivre CuSO4 (bleu) et du permanganate de potassium KMnO4 (violet) dans l'acide sulfurique. On ajoute au-dessus, avec précaution, de l'acide sulfurique dilué (incolore), séparé par un peu de coton. On plonge deux électrodes reliées à un générateur.

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-B84B0E8B-+cathodebleu (Cu2+)anodeviolet (MnO4-)S1 : CuSO4 + KMnO4 dans l'acide© Mohamed — mimba-educ.com
migration des ions dans un tube en U

Après quelques minutes

  • une coloration bleue monte vers l'électrode reliée au pôle - (la cathode) ;
  • une coloration violette monte vers l'électrode reliée au pôle + (l'anode).

Dans l'eau, ces solides se dissocient en ions :

CuSO4(sd) Cu2+ + SO42-
KMnO4(sd) K+ + MnO4-
La couleur bleue est due aux ions Cu2+, la couleur violette aux ions MnO4-.

2. Interprétation

Le courant électrique est transporté dans la solution par le déplacement simultané des ions positifs et des ions négatifs, en sens inverses :

  • les ions positifs, appelés cations (Cu2+, K+, Na+…), se dirigent vers la cathode ;
  • les ions négatifs, appelés anions (MnO4-, SO42-, Cl-…), se dirigent vers l'anode.
À retenir

Une solution électrolytique est donc une solution ionique. Dans l'eau, chaque ion est entouré de molécules d'eau : on dit qu'il est hydraté (ou solvaté).

Remarque

L'acide sulfurique dilué sert seulement à rendre la partie haute conductrice ; le coton évite le mélange des solutions. On peut aussi faire l'expérience plus simplement avec un coton imbibé de S1 posé sur un papier filtre mouillé, sous une tension d'environ 10 V.

III. La concentration d'une solution

1. Concentration massique et concentration molaire

Pour une solution de volume V contenant une masse m (ou une quantité n) de soluté :

  • concentration massique : C = mV en g.L-1 ;
  • concentration molaire : C = nV en mol.L-1, avec n = mM.

On appelle aussi la concentration molaire molarité : une solution à 2 mol.L-1 est dite « 2 M ».

Application 1

on veut 50 mL de solution de nitrate de potassium KNO3 à 0,025 mol.L-1.
n = C.V = 0,025 × 0,050 = 1,25.10-3 mol ; M(KNO3) = 101 g.mol-1 ;
m = n.M = 1,25.10-3 × 101 ≈ 0,126 g.

Application 2 : la dilution

on veut 100 mL de solution à C2 = 0,15 mol.L-1 à partir d'une solution à C1 = 0,60 mol.L-1. La quantité de soluté ne change pas : C1.V1 = C2.V2, donc V1 = C2.V2C1 = 0,15 × 1000,60 = 25 mL. On prélève 25 mL de la solution mère, on les verse dans une fiole jaugée de 100 mL et on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.

2. Préparer une solution

Mimba-Educ ouvre bientôt

Tu as découvert le début de ce cours. La suite s'ouvrira le 22 novembre 2026, jour de l'ouverture officielle du site.

Visiter un autre cours