Bonjour,
Supposons que nous ayons un récipient qui contient deux compartiments séparés par une paroie très fine.
Dans un compartiment (disons le gauche) on met un acide fort (en solution aqueuse).
Dans le compartiment droit, on met une solution aqueuse basique.
Nous avons donc deux solutions ioniques de signe opposé qui sont séparées par une mince paroie.
Y-a-il migration d'ions (attraction) vers la paroie, en vertu de la loi de Coulomb ?
Sauf que si tu mets un acide fort , tu as des contres ions . (exemple HCl va donner dans l'eau H3O+ et Cl-)
idem pour la base forte, tu as donc deux compartiments neutres. Donc aucune force de Coulomb
Bonjour,
L'hypothèse de départ est simple : Un coté est acide, l'autre basique et nous avons des ions mobiles dans les deux compartiments.
Que chaque compartiment soit neutre n'est pas le but de la question. Je souhaite savoir s'il y a mobilité des ions vers la "partie adverse".
la réponse à ta question dépend un peu du type de membrane utilisée.
Si tu prends une membrane quelconque (par exemple en gélatine, en papier, en verre fritté, en céramique), alors il y aura migration des ions de l'une des solutions vers le compartiment de l'autre, et de l'autre vers la première. Rien ne peut empêcher les ions de franchir la fine membrane qui les sépare. Ce phénomène se passe dans tous les cas, que la solution soit acide, basique, ou non. Même s'il y a deux sels différents, ou deux fois le même sel, mais avec des concentrations différents, les ions finiront par franchir la membrane dans les deux sens. Dans ton cas, les ions H3O+ et les Cl- franchiront ensemble cette membrane, puis les ions H3O+ se feront détruire sitôt arrivés de l'autre côté.
La situation change si ta membrane est dite semi-perméable, c'est-à-dire qu'elle contient des pores si fins que les ions ne peuvent pas la frnchir, et que seules les molécules d'eau la traversent. Auquel cas, il va se produire un phénomène dit d'osmose. Seul l'eau traverse. la solution diluée va diluer la plus concentrée. C'est tout.
Merci pour des réponses.
Admettons deux cas :
1/ la membrane est imperméable.
2/ semi-perméable mais les concentrations sont identiques de part et d'autre.
Quel est le mouvement des ions ? (s'il y en a ?)
comprends tu ce qu'est la diffusion?
si la membrane est imperméable, il ne se passera rien absolument rien, du moins du point de vue macroscopique, du point de vue microscopique, toutes les particules se déplacent aléatoirement.
si la membrane est semi-perméable, et que l'activité de l'eau est la meme dans les deux compartiments (cela revient pratiquement au fait que les concentrations sont identiques, mais comme tu as pas dit concentration en quoi, je précise), alors il y aura autant d'eau qui traversera la membrane dans un sens que dans l'autre, le mouvement sera encore aléatoire.
Coulomb n'interviendra que si tu mets ta solution dans un champ electrique significatif, on aura alors le phénomène de diffusion dans un champ force pour les ions de la solution, un gradient de charge va apparaitre jusqu'a ce qu'il compense exactement le champ electrique.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Oui, je connais la diffusion.
La diffusion entraine une notion d'égalité de répartition et de moindre énergie.
Là où je ne suis pas, alors que la loi d'attraction et de répulsion (Coulomb) c'est pourquoi elle ne s'applique pas quand il y aurait une membrane ?
Je croyais que la force était liée à une notion de distance et de charge ?
Dans mon exemple nous avons une assymetrie délibérée. Cette asymetrie n'entraine-t-elle pas un mouvement des particules chargées ?
Tu ne peux pas créer d'asymétrie comme ça.
La matière est neutre globalement. Si tu crées une solution basique (par exemple avec de la soude NaOH) tu vas dissocier ton sel en Na+ et HO-... Résultat la solution est neutre, et les forces de coulombs n'influent pas.
Si la matière grise était rose, on n'aurait plus d'idée noire (Pierre Dac)
Voir ici par exemple =>
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ic/elefor.html
Salut,
Donc les animations suivantes sont fausses ?
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic.swf
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic1.swf
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic2.swf
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic3.swf
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic4.swf
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic5.swf
non, elles sont bonnes, mais ce n'est pas aussi simple, tu n'as pas un ion positif tout seul et un ion négatif tout seul, mais un ion positif accompagné de son contre ion négatif et un ion négatif accompagné de son contre ion positif, donc on est globalement neutre des deux cotés de la membrane. De plus on a pas un seul ion, mais une foultitude, ce qui fait qu'a notre echelle, on ne verra de charge nulle part, les interactions seront uniquement locales. Un cation sera attiré par les anions proche de lui, repoussé par les cations proche de lui, mais tout ce qui et plus loin ne sera qu'une masse globalement neutre, n'exerçant que des forces négligeables qui de plus se compensent. A cela s'ajoute le fait que anions et cations sont entourés de coquilles de molécules d'eau qui diminuent énormément la densité de charge et donc les interactions, c'est d'ailleurs pour cela que les composés ioniques sont soluble dans l'eau (pour la plupart) car les ions developpent des interactions rentables avec les molécules d'eau (si ce n'est pas rentable, on a précipitation...)
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Donc on peut "affirmer" que les mouvements existent bien à un niveau local et que l'effet (comme prevu) diminue avec le carré de la distance.Envoyé par mach3
La membrane a donc bien dans notre exemple une couche "active" de part et d'autre qui dépend de la façon dont chaque coté voit l'autre ?
Si tu veux aller réellement à l'échelle locale, il va faloir vérifier si l'influence de la force de Coulombs n'est pas négligeable face à l'agitation thermique par exemple.
Si la matière grise était rose, on n'aurait plus d'idée noire (Pierre Dac)
cette couche sera neutre globalement elle-aussi et n'aura donc pas d'influence sur la couche globalement neutre qui sera de l'autre coté... un cation pourra etre repoussé localement par un cation situé de l'autre coté, mais un autre sera attiré par un anion, de meme si on inverse cation et anion, bref il ne se passe absolument rien de significatif car tout se compense. Si la membrane est perméable et que les solutions de chaque coté sont différentes, il y aura de la diffusion d'un compartiment à l'autre, mais il y aura autant de charges venant de la droite que venant de la gauche, il n'y aura pas de différence de charge electrique entre les deux compartiments, c'est impossible sans l'influence d'un champ electrique externe.La membrane a donc bien dans notre exemple une couche "active" de part et d'autre qui dépend de la façon dont chaque coté voit l'autre ?
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Et si les ions sont peu mobiles d'un coté (taille molecules /liaison à un support fixe) ?
toi tu cherches la petite bete... peu mobiles? des anions des cations ou les deux?Et si les ions sont peu mobiles d'un coté (taille molecules /liaison à un support fixe) ?
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Oui, l'echelle qui m'interesse est de l'ordre de 100 nm.
Concernant les cations ou anions : peu importe : le contraire de ceux qui restent mobiles.
Un peu comme dans l'anim ( donc cation mobile et anions fixes)
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic5.swf
prenons des anions maintenus immobiles, par exemple un polymère portant des groupement COO- (un polyanion), il sera forcément recouvert d'une couche de cations, ne serait ce que les H+ qui ont été libéré par le polyacide quand il a été mis en solution. Si la solution contient d'autres cations en majorité, ceux-ci pourront remplacer les H+ (c'est le principe d'une résine echangeuse d'ion au passage). Les cations de cette couche, proches du polyanion, l'écranteront et il n'aura donc aucun effet à distance. En revanche les cations de la couche attireront un peu plus les anions autour. En partant du polyanion, il est fort probable que la charge electrique volumique suive une sinusoide amortie en fonction de la distance (polyanion, couche riche en cation, couche un peu moins riche en anion, couche encore moins riche en cation...). Au dela d'une certaine distance, qui reste à calculer, on aura parfaitement l'electroneutralité et il n'y aura plus d'influence.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Merci pour ces précieuses réponses.
prenons un exemple, un peu plus concret :
Bien sur les ions sont normalement associés à des molecules d'eau.
Ici nous avons une sphere (membrane) qui contient un anion solidaire de cette dernière. L'anion est donc fixe.
Cette animation est-elle réaliste ?
http://www.somasimple.com/flash_anims/atomic6.swf
oui, sauf que la dynamique n'y est pas, les cations vont osciller car en se déplaçant vers le centre ils créent un excès d'anions plus loin, qui va les attirés dans l'autre sens et de plus il sont agités thermiquement (mouvement aléatoire) ce dont tu ne tiens pas compte dans tes modélisations.
De plus tu n'assisteras pas a ce phénomène : tu n'arrivera jamais a avoir ton polyanion tout nu pour le plonger dans une solution et constater que les cations s'en approchent. Il sera forcément déjà couvert d'une couche de cations. Quand tu plongeras cet ensemble dans une solution, il y aura éventuellement échange entre les cations apportés par l'ensemble et les cations deja présent dans la solution.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
mach3,
Il est évident que cette petite animation n'est en aucun cas réaliste. L'agitation n'y est pas car je maitrise très peu action script.
De plus, ce n'est qu'une hypothèse d'école avec, comme on dit, des conditions initiales définies.
On suppose donc, on imagine et on se pose des questions et les réponses améliorent la connaissance.
Dans l'exemple, on a une sphere dont on sait que son contenu est globalement "anionique". La membrane empêche la communication avec le milieu externe. Si ce milieu externe est globalement "cationique" et si l'équilibre doit se faire vers une moindre energie et la moindre agitation ?, est-ce que cette animation répondrait à ces conditions (virtuelles) ?
Alors c'est plus une expérience de pensée dont il s'agit. Imaginons que j'arrive par un moyen que je ne connais pas, à saisir mon polyanion couvert de cations, à l'en débarrasser et faire en sorte qu'aucun cation n'y revienne (la c'est quand même très fort, je suis un grand magicien!!) avant que je démarre ma petite expérience. J'enrobe mon polyanion tout nu dans une membrane, puis je le mets à la mercie de 4 cations (j'ai réussi a faire en sorte que ces cations soit seuls, encore une fois, fort le gars). La simulation que tu as faite s'applique donc a priori.Dans l'exemple, on a une sphere dont on sait que son contenu est globalement "anionique". La membrane empêche la communication avec le milieu externe. Si ce milieu externe est globalement "cationique" et si l'équilibre doit se faire vers une moindre energie et la moindre agitation ?, est-ce que cette animation répondrait à ces conditions (virtuelles) ?
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
mach3,
Je rappelle que c'est un exemple très simplifié. Il ne serait pas possible dans un monde réel de limiter l'experience à un polyanion et 4 cations.
Si j'ai posé cette question c'est qu'elle se rapproche des conditions d'une cellule et de son milieu extra-cellulaire.
Il y a assymétrie (entrenue) et les observations ont montré que les échanges se font sur une mince couche d'ions, presque toujours les mêmes (les mieux placés). On pourrait dire alors que la diffusion ne s'applique pas comme on le suppose ???
La Nature est effectivement une grande magicienne.
meme dans ce cas, l'electroneutralité est respectée, il n'y a pas de différence de charge, en revanche le potentiel electrique peut être différent de part et d'autre de la membrane, ce qui si la membrane est perméable selectivement peut générer un courant de certains ions et pas d'autres (à la fois anions et cations).Si j'ai posé cette question c'est qu'elle se rapproche des conditions d'une cellule et de son milieu extra-cellulaire.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
ben pourtant c'est exactement ce qui se produit avec les colloides: on a une séparation nette de charges et la formation d'une double couche électrique.
Pour faire simplement, je vais donner un exemple: sur les cristaux de AgCl on a une adsorption préférentielle de Cl- à la surface et les Ag+ forment une atmosphère ionique (couche diffuse) afin de neutraliser la charge nette négative de la particule colloidale.
A+
je n'ai jamais dit le contraire. Ce que j'ai dit, c'est qu'on ne pouvait pas avoir un polyanion sans cations autour.ben pourtant c'est exactement ce qui se produit avec les colloides: on a une séparation nette de charges et la formation d'une double couche électrique.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Et si on partait d'une hypothèse où les anions sont fixes et les cations peu mobiles (solution/gel) ?
