Obtenir un ion triiodure

[Perxyd]

Salut,

Je suis en train de faire un exercice et je me retrouve bloqué, non pas parce que je n'arrive pas à le faire mais parce que j'ai envie de tout comprendre (même si ca n'est pas du tout nécessaire pour la résolution de l'exercice).

Voici ce qu'on me dit :

" Pour augmenter la solubilité de I2, on le dissout dans une solution d'ions iodure de potassium KI.
Le diiode passe en solution sous la forme d'ion triiodure I3- selon la réaction : I2 (s) + I- (aq) -> I3- (aq)"

Je comprends pas comment on peut arriver à I3-. J'imagine que quand on met I2 et KI dans l'eau, il se passe ca :

KI + H2O -> K+ (aq) + I- (aq)
Mais comment I- peut reagir avec I2 ? C'est quoi le mecanisme de la reaction ?

Et 2 autres questions qui me sont venus en tête pendant que j'écrivais ce message, est ce que je peux ecrire KOH + HI ou KOH (aq) + HI (aq) à la place de K+ (aq) + I- (aq) ? Ou ils ont une signification différente parce que le fait d'écrire K+ (aq) veut dire que l'ion est solvaté mais pas si on écrit KOH ?

Est ce que si on met NaCl dans l'eau, dire que les ions Na+ et Cl- sont solvatés et dire que OH- reagit avec Na pour donner NaOH, c'est la même chose ?

Merci et désolé pour la longueur !
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[moco]

Il existe un certain nombre de réalités en chimie qu'on a de la peine à expliquer, mais qu'on constate. La formation de l'ion I₃^- est l'une de ces réalités. On constate que l'iode élémentaire I₂ est peu soluble dans l'eau. Par contre il se dissout très bien dans une solution d'iodure de potassium KI (incolore), en formant un ion brun très foncé, qui a la formule I₃-. Les trois atomes d'iode sont alignés dans cet ion. Si on tient à l'expliquer, on peut dire que la molécule I₂ est faite de deux gros atomes d'iode I, gros donc très polarisables. On peut imaginer que la liaison I-I est suffisamment polarisée, ne serait-ce que par instants, pour que l'atome d'iode positif attire un ion négatif I^- qui y reste croché. La réaction se produit selon l'équation que tu as donnée. Ce qu'on ne comprend pas bien, c'est pourquoi d'autres ions négatifs ne sont pas attirés par le même phénomène.

La deuxième réaction que tu cites existe, mais en sens inverse. HI est un acide fort. KOH est une base forte. Quand on mélange deux solutions l'une de KOH et l'autre de HI, il se produit une réaction de neutralisation qui forme KI et de l'eau. Mais la réaction ne s'inverse pas.

Et enfin, tu confonds solvatation et réaction avec l'ion OH^-. La solvatation est le phénomène qui se produit quand on dissout un sel un acide ou une base dans 'eau. Les ions qui se forment et se séparent lors de cette dissolution sont chargés. S'ils sont positifs, ils attirent électriquement les atomes d'oxygène des molécules H₂O avoisinantes. Ces molécules viennent de fixer autour d'eux, en formant une sorte de couche d'eau. Ce phénomène, dit de solvatation, fait grossir la taille de l'ion. Pour les ions négatifs, le même phénomène se produit, mais les molécules d'eau ainsi attirées s'orientent de manière à placer l'espace entre les deux H le plus près possible de l'ion. Il n'y a pas de réaction chimique entre l'eau ainsi solvate et l'ion central. Cette solvatation est un phénomène réversible. Si on évapore une solution de NaCl, les molécules d'eau fixées autour des ions Na⁺ et Cl^- s'éliminent.

Plus loin, tu dis que OH^- réagit avec Na pour former NaOH. Cette formulation est maladroite, car elle oublie la charge de Na. Le symbole Na désigne le métal sodium qui ne réagit pas avec OH^-. Par contre Na existe bien dans la substance NaOH, mais c'est à titre d'ion Na⁺. Il ne faut pas confondre Na et Na⁺. Na est un métal gris très réactif avec l'eau. Na⁺ est un ion incolore et peu actif dans l'eau. Quand on dissout NaOH dans l'eau, on libère un ion Na⁺ et un ion OH^-. Ces deux ions, tant Na⁺ que OH^-, sont solvatés, donc entourés de molécules d'eau orientées.

[Perxyd]

Merci pour l'explication. C'est parfaitement clair concernant la formation de I3- .
Pardon pour Na et Na+ à la fin, c'était un oubli de ma part d'avoir omis le "+" mais c'est pas plus mal, j'ai appris des choses

Je pense avoir bien compris le phénomène de solvatation mais je me demande alors pourquoi Na+ ne réagit pas avec une des molécules d'eau selon ce mécanisme :



Comment sait-on que lorsqu'on dissout NaCl (s) dans l'eau, on obtient un phénomène de solvatation et pas une réaction chimique avec formation d'une liaison entre l'un des ions dissocié Na+ ou Cl- et H2O ?
Pour être plus précis, j'ai vu par exemple que HCl dans l'eau donnait des ions Cl- solvatés (donc entouré d'H2O orientés) et H+ (aq) mais que H+ se liait à H2O pour former H3O+ car il n'existe pas de H+ en solution. Pourquoi le même phénomène de liaison chimique ne se produit pas avec Na+ ?

[Kemiste]

Bonsoir.

Na⁺ a peu d'intérêt à former une liaison. Tel qu'il est il a adopté la configuration électronique d'un gaz noble, il est donc stable.

Imaginons que la réaction dont tu parles se produise. Tu obtiendrais donc de la soude (NaOH) et des ions H⁺. Ces deux espèces réagissent quantitativement pour former de l'eau. On revient donc à la case départ, à savoir des ions Na⁺ dans l'eau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Perxyd]

Je pense avoir compris, j'ai fait beaucoup de recherche parce que j'avais pas mal de questions encore concernant la non formation de liaison de Na+.

Je me demandais en résumé pourquoi dans un exercice par exemple on me disait qu'une solution d'acide chlorhydrique (H+(aq) + Cl-(aq)) réagissait avec du fer pour donner du chlorure de fer (II) et du dihydrogène.
Vu que Cl- est dans une configuration stable, il n'y aurait pas de raison d'avoir du chlorure de fer. On aurait plutôt des ions solvatés Cl- (aq) + Fe2+ (aq) alors pourquoi dire qu'on obtient du chlorure de fer ?

Ca reviendrait à avoir cette equation, sous entendu qu'il se forme une molecule FeCl2 :
Fe(s) + 2H3O+ (aq) + 2Cl- (aq) -> FeCl2 (aq) + H2 (g) + 2H2O
Alors que normalement, on devrait avoir :
Fe(s) + 2H3O+ (aq) + 2Cl- (aq) -> Fe2+ (aq) + 2Cl- (aq) + H2 (g) + 2H2O

Et au fur et à mesure des recherches je suis tombé sur un de tes messages datant de l'année dernière :

Cette équation n'est pas "fausse". Elle ne représente pas exactement ce qui se passe en solution. Comme l'a dit invite19431173 (et pour une fois il ne s'est pas trompé!), en solution NaOH n’existe pas. Il est totalement dissocier sous la forme Na⁺ + HO^-. De même, HCl en solution est sous la forme H⁺ + Cl^-. Par abus de langage on parle de NaOH pour une solution de soude et HCl pour une solution d'acide chlorhydrique.

L'équation s'écrit donc : Na⁺ + HO^- + H⁺ + Cl^- -> Na⁺ + H₂O + Cl^-.

Avant et après il y a Na⁺ et Cl^-. Ces ions n'ont donc pas réagit. Ils restent tels quels en solution. S'ils devenaient NaCl, il y aurait précipitation de sel en solution, ce qui n'est pas le cas. En solution, le sel NaCl se dissocie totalement pour former Na⁺ et Cl^-.

Donc en fait, les 2 reactions que j'ai écrite plus haut sont toutes les 2 justes. Quand on ecrit FeCl2 (aq) ou qu'on dit qu'il se "forme" du chlorure de fer, il s'agit d'un abus de langage et cela reviendrait à dire qu'il se forme des ions Fe2+ et Cl- solvatés donc du chlorure de fer en solution.

En gros, c'est cet abus de langage qui me faisait penser que Na+ formait des liaisons.

Est-ce que j'ai bien répondu à ma question ? Toute ma reflexion est juste ou j'ai fait une erreur quelque part ?

[moco]

Tu as raison. Mais d'habitude, on ne parle de ions Fe²⁺ et Cl^- que dans le cas où ils sont indépendants dans l'espace, c'est-à-dire en solution. Qu'ils soient solvatés ou non, ne change rien au problème. Pour obtenir cette solution, on dissout une poudre dans l'eau et cette poudre est formée de chlorure de fer FeCl₂. Les produits chimiques qu'on achète dans le commerce ont des formules qui n'ont pas de charges. On ne peut pas acheter les ions Fe²⁺ et Cl^-. Non on achète FeCl₂, et l'étiquette mentionne cette formule, ainsi que le nom de chlorure de fer(II). Et quand on dissout ce chlorure de fer(II) dans l'eau, on obtient une solution qui contient les ions de fer(II) Fe²⁺ solvatés, et des ions chlorure Cl^-, solvatés aussi.
La solution aqueuse qui contient les ions Fe²⁺ et Cl^- peut être soumise à l'évaporation. On récupérera à la fin une poudre de chlorure de fer(II) FeCl₂. On peut dire qu'on a utilisé une solution de FeCl₂, même si il n'y a pas de molécules FeCl₂ en solution.

[Kemiste]

Je pense avoir compris, j'ai fait beaucoup de recherche parce que j'avais pas mal de questions encore concernant la non formation de liaison de Na+.

Je me demandais en résumé pourquoi dans un exercice par exemple on me disait qu'une solution d'acide chlorhydrique (H+(aq) + Cl-(aq)) réagissait avec du fer pour donner du chlorure de fer (II) et du dihydrogène.
Vu que Cl- est dans une configuration stable, il n'y aurait pas de raison d'avoir du chlorure de fer. On aurait plutôt des ions solvatés Cl- (aq) + Fe2+ (aq) alors pourquoi dire qu'on obtient du chlorure de fer ?

FeCl₂ est un solide ionique, il n'y a donc pas de liaison covalentes entre Fe et Cl mais des liaisons ioniques entre Fe²⁺ et Cl^-.

Ca reviendrait à avoir cette equation, sous entendu qu'il se forme une molecule FeCl2 :
Fe(s) + 2H3O+ (aq) + 2Cl- (aq) -> FeCl2 (aq) + H2 (g) + 2H2O
Alors que normalement, on devrait avoir :
Fe(s) + 2H3O+ (aq) + 2Cl- (aq) -> Fe2+ (aq) + 2Cl- (aq) + H2 (g) + 2H2O

La deuxième équation décrit ce qu'il se passe "réellement" en solution. Il n'est donc pas nécessaire de faire apparaître les ions Cl^- car ils n'interviennent pas dans la réaction.

Et au fur et à mesure des recherches je suis tombé sur un de tes messages datant de l'année dernière :

Très bonne recherche

Donc en fait, les 2 reactions que j'ai écrite plus haut sont toutes les 2 justes. Quand on ecrit FeCl2 (aq) ou qu'on dit qu'il se "forme" du chlorure de fer, il s'agit d'un abus de langage et cela reviendrait à dire qu'il se forme des ions Fe2+ et Cl- solvatés donc du chlorure de fer en solution.

C'est en effet un abus de langage. Une fois en solution FeCl₂ n'existe plus.

[Perxyd]

J'aurais appris plus de choses que ce que j'espérais en créant ce sujet. Merci beaucoup Moco et Kemiste !!