Ion - Définition

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- Introduction - Classification des ions - Solides ioniques - Histoire - Ionisation de composés moléculaires - Les solutions ioniques - Ions négatifs et ioniseurs - Électroneutralité

Ionisation de composés moléculaires

Dans certains corps moléculaires, certains atomes attirent plus les électrons de liaisons que d'autres. On dit alors que les liaisons entre atomes sont polarisées. Au contact d'un solvant polaire, comme l'eau, les molécules de ces composés tel l'acide sulfurique, l'ammoniac ou le dioxyde de carbone, se dissocient en ions au cours de la dissolution.

Les solutions ioniques

Un liquide contenant des ions parmi le solvant est appelé solution ionique. Dans la solution, les ions se déplacent facilement sous l'effet d'un champ électrique, d'où la forte conductibilité électrique des solutions ioniques. La mesure de la conductivité électrique d'une solution (conductimétrie) permet donc d'estimer sa teneur globale en ions. Une solution ionique est électriquement neutre.

Ainsi, l'eau des océans, qui constituent la plus importante réserve hydrique de la Terre, est riche en ions :

Concentration approximative des principaux ions dans l'eau de mer normale
Ions	Cl⁻	Na⁺	SO^2–	Mg²⁺	Ca²⁺	HCO⁻	Br⁻	CO²⁻	Sr²⁺	F^–
mg·L⁻¹	19 000	11 000	2 700	1 300	420	110	73	15	8,1	1,3

La quantité de matière d'une espèce d'ions dans un volume de solution est appelé concentration molaire de cette espèce d'ions. Si S est la solution et X l'espèce d'ions, la concentration molaire est donnée par la relation :

$[X]=\frac{n_X}{V_S}$ d'où $[X]=\frac{m_X}{V_S \times M_X}$

Cependant, dans le langage courant, on utilise d'avantage la concentration massique, donnée par la relation :

$C_m(X)=\frac{m_X}{V_S}$

Ions négatifs et ioniseurs

Les appareils générateur d'ions négatifs ont pour nom : « ioniseurs ». Ils sont commercialisés en magasin ou sur Internet pour la majorité, sous prétexte que les « ions négatifs » permettraient « d'assainir l'air ambiant ». Il faut employer le mot ioniseur et non ~~ionisateur~~. Vendu jusqu'à 750 euros pour les plus gros, le prix n'a que peu de rapport avec l'efficacité ou l'utilité du produit. En France et aux États-Unis, certains appareils furent à plusieurs reprises interdits de publicité car mensongère et non fondée sur des recherches ou études scientifiques sérieuses. Au début les ioniseurs étaient mal vu car ils pouvaient générer de l'ozone, mais depuis plusieurs années les fabricants proposent des ioniseurs de plus en plus performants et avec une génération faible d'ozone. Pour autant aucun effet positif sur la santé humaine n'a pu être scientifiquement établi.

Électroneutralité

Tout composé chimique étant électriquement neutre, s’il contient des ions, il contient alors nécessairement à la fois des cations et des anions, dans des proportions telles que la charge positive des cations compense exactement la charge négative des anions. Cette propriété est valable pour les solides comme pour les solutions ioniques.

Exemple : le chlorure de calcium solide est constitué d'ions calcium Ca²⁺ et d'ions chlorure Cl⁻. La charge d'un ion calcium vaut +2e (2 charges élémentaires, tandis que celle d'un ion chlorure vaut -e ; pour que l'ensemble soit neutre, les proportions des ions sont donc de 2 ions chlorure pour 1 ion calcium. La formule ionique de ce sel est donc (Ca²⁺, 2 Cl⁻), sa formule statistique CaCl₂.