Pourquoi une solution ionique conduit-elle le courant ?

Parce qu'elle contient des ions libres qui se déplacent et transportent les charges électriques.

L'eau pure conduit-elle le courant ?

Non, l'eau pure (eau distillée) ne contient presque pas d'ions et ne conduit pas le courant électrique.

Quelle est la différence entre un électrolyte fort et un électrolyte faible ?

Un électrolyte fort se dissocie totalement en ions (ex. NaCl), tandis qu'un électrolyte faible ne se dissocie que partiellement.

Collège · 4ᵉ · Chimie

Conductivité électrique des solutions

Q: Qu'est-ce qu'un électrolyte ?

Un électrolyte est une substance qui, dissoute dans l'eau, donne une solution conductrice d'électricité car elle libère des ions.

Solutions ioniques et conduction du courant électrique

À propos de cette page

Ce cours de chimie en quatrième sur « Conductivité électrique des solutions » suit le programme officiel de chimie de quatrième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Rappels : les ions et leur notation, Dissolution d'un composé ionique dans l'eau, Conductivité électrique : principe et expériences, Électrolytes et non-électrolytes. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de quatrième à réussir en chimie.

Rappels : les ions et leur notation

Un ion est un atome ou un groupe d'atomes ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons :

Un cation est un ion chargé positivement (il a perdu des électrons). Exemples : Na⁺, Ca²⁺, H⁺.
Un anion est un ion chargé négativement (il a gagné des électrons). Exemples : Cl⁻, SO₄²⁻, OH⁻.

Notation d'un ion. On écrit le symbole de l'élément suivi de la charge en exposant : Na⁺ (sodium), Cl⁻ (chlorure), Mg²⁺ (magnésium), O²⁻ (oxyde).

Les ions polyatomiques (groupes d'atomes) sont fréquents en chimie : nitrate NO₃⁻, sulfate SO₄²⁻, carbonate CO₃²⁻, hydroxyde OH⁻, ammonium NH₄⁺.

Dissolution d'un composé ionique dans l'eau

Le chlorure de sodium (sel de table, NaCl) est un solide ionique : il est constitué d'ions Na⁺ et Cl⁻ organisés en réseau cristallin.

Lorsqu'on le dissout dans l'eau, les molécules d'eau arrachent les ions du réseau : c'est la dissolution ionique.

Exemple. Dissolution du chlorure de sodium :
NaCl (solide) → Na⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)
Pour chaque unité formulaire de NaCl dissoute, on obtient 1 ion Na⁺ et 1 ion Cl⁻ libres en solution.

D'autres sels se dissolvent de même :

CaCl₂ → Ca²⁺ + 2 Cl⁻
Na₂SO₄ → 2 Na⁺ + SO₄²⁻
MgCl₂ → Mg²⁺ + 2 Cl⁻

Astuce. Pour trouver les ions produits, identifie les cations et anions du solide, puis vérifie que la somme des charges est nulle dans la formule brute.

Conductivité électrique : principe et expériences

Un circuit électrique contient une source (pile), un conducteur, et un récepteur (lampe ou buzzer). Si on remplace le conducteur par un liquide, on peut tester si ce liquide conduit l'électricité.

Expérience : On plonge deux électrodes métalliques dans différents liquides et on observe si la lampe s'allume.

Liquide testé	Lampe	Conclusion
Eau distillée pure	Ne s'allume pas	Non conductrice
Eau salée (NaCl dissous)	S'allume	Conductrice
Solution de sucre	Ne s'allume pas	Non conductrice
Solution d'acide chlorhydrique	S'allume	Conductrice
Eau du robinet	S'allume faiblement	Légèrement conductrice

Attention ! Ce n'est pas l'eau elle-même qui conduit le courant, mais les ions qu'elle contient. L'eau pure ne conduit pas.

Électrolytes et non-électrolytes

Définition. Un électrolyte est une substance qui, dissoute dans l'eau, donne une solution conductrice de l'électricité. Un non-électrolyte est une substance dont la solution ne conduit pas le courant.

Exemples d'électrolytes :

Chlorure de sodium NaCl (sel de table) — donne Na⁺ et Cl⁻
Chlorure de calcium CaCl₂ — donne Ca²⁺ et 2 Cl⁻
Acide chlorhydrique HCl — donne H⁺ et Cl⁻
Sulfate de cuivre CuSO₄ — donne Cu²⁺ et SO₄²⁻

Exemples de non-électrolytes :

Saccharose (sucre) C₁₂H₂₂O₁₁ — se dissout sans libérer d'ions
Éthanol C₂H₅OH — molécules neutres, pas d'ions
Glucose C₆H₁₂O₆ — molécules neutres

Astuce. En règle générale, les composés ioniques (sels, acides, bases) sont des électrolytes ; les composés moléculaires organiques (sucres, alcools) sont des non-électrolytes.

Les ions porteurs de courant en solution

Dans un conducteur métallique (fil de cuivre), ce sont les électrons libres qui transportent le courant. Dans une solution ionique, ce sont les ions qui assurent le transport des charges.

Sous l'effet d'une tension électrique appliquée entre deux électrodes :

Les cations (charges positives) migrent vers l'électrode négative (cathode).
Les anions (charges négatives) migrent vers l'électrode positive (anode).

Mécanisme. Le courant électrique est dû au déplacement simultané de cations et d'anions en sens opposés. La solution n'est conductrice que parce qu'elle contient des ions libres et mobiles.

Exemple. Dans une solution de CuSO₄ :
— Les ions Cu²⁺ (bleus) migrent vers la cathode (−).
— Les ions SO₄²⁻ migrent vers l'anode (+).
On peut observer un dépôt de cuivre sur la cathode : c'est l'électrolyse.

Concentration des ions et conductivité

Plus la solution contient d'ions, plus elle conduit bien le courant : la conductivité augmente avec la concentration en ions.

La conductance G d'une solution (en siemens, symbole S) mesure son aptitude à conduire le courant. Elle dépend :

de la concentration en ions (plus il y a d'ions, plus G est grande) ;
de la nature des ions (certains ions conduisent mieux que d'autres) ;
de la température (la conductivité augmente avec la température).

Exemple. Une solution de NaCl à 5 g/L conduit mieux le courant qu'une solution de NaCl à 1 g/L, car elle contient plus d'ions Na⁺ et Cl⁻.

Attention ! À ne pas confondre la conductance (propriété de la solution entière, dépend des dimensions) et la conductivité (propriété intrinsèque du liquide, indépendante des dimensions). Au collège, on parle généralement de conductance.

Applications : eau du robinet, eau de mer, solutions du quotidien

Ces notions s'appliquent à de nombreuses situations de la vie quotidienne :

Solution	Ions présents	Conductivité
Eau distillée	Pratiquement aucun	Très faible (≈ 0)
Eau du robinet	Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃⁻, Cl⁻, ...	Faible à modérée
Eau de mer	Na⁺, Cl⁻, Mg²⁺, SO₄²⁻, ...	Élevée
Sérum physiologique (NaCl 9 g/L)	Na⁺, Cl⁻	Modérée
Solution de sucre	Aucun	Nulle

L'eau du robinet contient des minéraux dissous (calcaire, sels) sous forme ionique, ce qui lui confère une légère conductivité. L'eau de mer est très conductrice à cause de sa forte teneur en NaCl.

Astuce. Les dangers électriques liés à l'eau (ne pas utiliser d'appareils électriques dans une baignoire, etc.) viennent justement du fait que l'eau du robinet, riche en ions, conduit le courant.

À retenir

Un ion est un atome ou groupe d'atomes chargé électriquement (cation + ou anion −).
La dissolution d'un solide ionique libère des ions libres en solution.
Une solution contenant des ions est conductrice de l'électricité.
Un électrolyte est une substance dont la solution aqueuse conduit le courant (sel, acide, base).
Ce sont les ions (cations et anions) qui transportent le courant dans la solution.
La conductivité d'une solution augmente avec la concentration en ions.
L'eau pure ne conduit pas le courant ; l'eau du robinet conduit légèrement grâce aux ions minéraux.

Bloqué sur ce chapitre ?

Cours particuliers de chimie à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.

Réserver un 1^er cours → Voir les tarifs

Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs