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Eléments chimiques

Enoncé type :

Le corps humain contient de l'oxygène, du carbone, de l'hydrogène, de l'azote, du magnésium, du sodium, etc... Par exemple sous forme d'eau H₂O, de glycogène C₆H₁₀O₅ ou d'ions comme Mg²⁺, Na⁺...
1) Identifier et classer les corps précédents en corps simples et corps composés. Préciser ceux qui sont des atomes ou des ions.
2) Quelle est la différence entre ₁₂Mg et ₁₂Mg²⁺ ? Quel est le point commun ? Donner la composition de Mg et Mg²⁺.
3) Le magnésium peut réagir avec l'eau pour donner du dihydrogène (voir photo ci-contre), des ions Mg²⁺ et des ions hydroxydes HO^-. Ecrire l'équation chimique correspondante.

Donnée : ²⁴Mg ;

CONSIGNES

CORRECTION

? Repérer les corps simples à la présence d'un seul élément (lettre majuscule). Repérer les ions au signe + ou - en exposant.

1) Les corps simples sont : O (oxygène) ; C (carbone) ; H (hydrogène) ; N (azote) ; Mg (magnésium) ; Na (sodium) ; Mg²⁺ (ion magnésium) ; Na⁺ (ion sodium).
Les corps composés sont : H₂O (eau) ; C₆H₁₀O₅ (glycogène).
Les atomes sont : O ; C ; H ; N ; Mg ; Na.

? Vérifier si l'ion a perdu (charge positive) ou gagner (charge négative) un ou des électrons :

2) L'ion Mg²⁺ a perdu 2 électrons par rapport à l'atome Mg. Mais l'ion Mg²⁺ conserve le même nombre de protons (et aussi de neutrons) que l'atome Mg, c'est pourquoi cet ion et cet atome ont le même symbole chimique.

? En donnant la composition d'un atome ou d'un ion, c'est à dire le nombre de protons, de neutrons et d'électrons, il ne faut pas oublier de justifier :

L'atome Mg a un numéro atomique Z = 12 ce qui veut dire qu'il a 12 protons ; il a un nombre de nucléons A = 24 donc il a N = A - Z = 12 neutrons ; enfin, c'est un atome, il a donc autant de protons que d'électrons soit 12 électrons.
L'ion Mg²⁺ a le même de protons et de neutrons que l'atome Mg ; comme l'ion Mg²⁺ a perdu 2 électrons par rapport à l'atome Mg, il lui en reste 12 - 2 = 10 électrons.

? Appliquer les règles de conservation :
- conservation de la matière en nombre et en élément (il doit y avoir autant d'élément à droite et à gauche de la flèche) ;
- conservation de la charges électriques (il doit y avoir la même charge à droite et à gauche de la flèche).
Attention : la charge d'un ion n'est pas le nombre d'ion (il n'y a qu'un seul ion Mg²⁺ mais il a 2 charges électriques positives)

3) On commence par écrire tous les participants : Mg + H₂O ---> H₂ + HO^- + Mg²⁺
Mais on constate qu'il manque des H à gauche de la flèche, donc on corrige en multipliant par le plus petit nombre possible (2 ici) : Mg + 2H₂O ---> H₂ + HO^- + Mg²⁺
Ce qui oblige à rajouter aussi un 2 à droite : Mg + 2H₂O ---> H₂ + 2HO^- + Mg²⁺
Et confirme ainsi la réponse (le nombre de charges électriques est le même à droite et à gauche de la flèche, c'est à dire égale à 0).

Autre exercice

Autre exercice :

L'atmosphère terrestre contient de l'oxygène, du carbone, de l'hydrogène, de l'azote, du soufre, etc... Par exemple sous forme d'eau H₂O, de dioxyde de carbone CO₂ ou à haute altitude d'ions comme O^2-. Dans la terre on retrouve des ions Ca²⁺, NO₃^-, etc...
1) Identifier et classer les corps précédents en corps simples et corps composés. Préciser ceux qui sont des atomes ou des ions.
2) Quelle est la différence entre ₈O et ₈O^2- ? Quel est le point commun ? Donner la composition de O et O^2-.
3) L'ion calcium Ca²⁺ peut réagir avec l'ion oxygène O^2- pour donner de l'oxyde de calcium CaO. Cet oxyde de calcium peut lui-même réagir avec l'eau pour donner des ions calcium et des ions hydroxydes HO^-. Ecrire les équations chimiques de ces deux transformations.

Donnée : ¹⁶O ;

CONSIGNES

REDACTION

? Repérer les corps simples à la présence d'un seul élément (lettre majuscule). Repérer les ions au signe + ou - en exposant.

? Vérifier si l'ion a perdu (charge positive) ou gagner (charge négative) un ou des électrons :

? En donnant la composition d'un atome ou d'un ion, c'est à dire le nombre de protons, de neutrons et d'électrons, il ne faut pas oublier de justifier :