Ressources · 4ᵉ · Chimie
Conductivité électrique des solutions
Solutions ioniques et conduction du courant électrique
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 4ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Conductivité électrique des solutions
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Chimie 4ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Lecture d'un tableau de mesures
(4 pts)- a)Un professeur teste six liquides avec le même montage (générateur 6 V, ampèremètre, électrodes en graphite).
Quels liquides sont conducteurs ? Lequel est le meilleur conducteur ?Liquide Intensité (mA) Eau distillée 0 Eau sucrée (50 g/L) 0 Eau du robinet 3 Vinaigre 38 Eau salée (10 g/L) 95 Eau salée (30 g/L) 210 - b)Pourquoi l'eau sucrée, pourtant très concentrée (50 g/L), ne conduit-elle pas le courant ?
- c)Compare les deux eaux salées : que montre cette comparaison ?
- d)Un élève conclut : « l'eau du robinet ne conduit pas, il n'y a que 3 mA ». Corrige-le en une phrase.
Exercice 2 – Dissolution de solides ioniques
(4 pts)- a)Chlorure de potassium : KCl → … + …
- c)Sulfate de sodium : Na2SO4 → … + …
- b)Chlorure de magnésium : MgCl2 → … + …
- d)Un solide donne Al³⁺ + 3 Cl⁻ : quelle est sa formule ?
Exercice 3 – Concentration massique et dilution
(4 pts)- a)Un élève dissout 3 g de chlorure de sodium et complète avec de l'eau jusqu'à 250 mL. Calcule la concentration massique de sa solution.
- b)Il prélève 40 mL de cette solution. Quelle masse de sel contient ce prélèvement ?
- c)Il verse ces 40 mL dans un bécher et ajoute de l'eau jusqu'à 400 mL. Quelle est la nouvelle concentration ? Par combien la solution a-t-elle été diluée ?
- d)Dans le même montage, la solution de départ donnait 60 mA. Sans calcul, l'intensité obtenue avec la solution diluée sera-t-elle plus grande, plus petite ou égale ? Justifie.
Exercice 4 – Interpréter une migration d'ions
(4 pts)- a)Sur une bande de papier imbibée d'eau salée, on dépose au centre une goutte de sulfate de cuivre (bleue) et une goutte de permanganate de potassium (violette), puis on relie les extrémités à un générateur. Après quelques minutes, la tache violette s'est déplacée vers l'extrémité A et la tache bleue vers l'extrémité B. Nomme l'ion responsable de chaque couleur et indique sa charge.
- b)Laquelle des extrémités, A ou B, est reliée à la borne + du générateur ? Justifie.
- c)Pourquoi les taches ne bougent-elles pas si le papier est imbibé d'eau distillée ?
- d)Dans les fils de connexion, qui transporte le courant ? Et dans le papier ?
Exercice 5 – Eau et sécurité électrique
(4 pts)- a)Pourquoi est-il dangereux d'utiliser un sèche-cheveux branché au bord d'une baignoire pleine ?
- b)« L'eau pure est isolante, donc l'eau du bain ne présente aucun danger. » Explique l'erreur de ce raisonnement.
- c)L'eau de mer contient environ 35 g/L de sels, une eau de pluie environ 0,05 g/L. Combien de fois l'eau de mer est-elle plus concentrée en ions ?
- d)Un secouriste ne touche jamais une personne électrisée avant d'avoir coupé le courant. Explique pourquoi, à l'aide du chapitre.
Bon courage !
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Conductivité électrique des solutions
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Chimie 4ᵉ
Exercice 1 – Lecture d'un tableau de mesures
(4 pts)- a)Eau du robinet, vinaigre et les deux eaux salées. Le meilleur conducteur : l'eau salée à 30 g/L (210 mA). (1)
- b)Le sucre se dissout en molécules, sans libérer d'ions : sans porteurs de charge, la solution est isolante, quelle que soit sa concentration. (1)
- c)À 30 g/L l'intensité est plus de deux fois plus grande qu'à 10 g/L : plus la solution est concentrée en ions, plus le courant est intense. (1)
- d)3 mA est un courant faible mais non nul : l'eau du robinet conduit (faiblement) car elle contient quelques ions dissous. (1)
Le point clé — conduire ou non dépend de la présence d'ions ; l'intensité, elle, dépend de leur concentration.
Exercice 2 – Dissolution de solides ioniques
(4 pts)- a)KCl → K⁺ + Cl⁻ (1)
- b)MgCl2 → Mg²⁺ + 2 Cl⁻ (1)
- c)Na2SO4 → 2 Na⁺ + SO4²⁻ (1)
- d)AlCl3 (un ion 3+ compensé par trois ions 1−). (1)
Repère — les coefficients se déduisent de la neutralité électrique : autant de charges + que de charges −.
Exercice 3 – Concentration massique et dilution
(4 pts)- a)250 mL = 0,25 L ; C = 3 ÷ 0,25 = 12 g/L. (1)
- b)40 mL = 0,04 L ; m = 12 × 0,04 = 0,48 g. (1)
- c)0,48 g dans 0,4 L : C = 0,48 ÷ 0,4 = 1,2 g/L. Diluée 10 fois (12 → 1,2 g/L, ou 40 mL → 400 mL). (1)
- d)Plus petite : la solution est dix fois moins concentrée en ions, il y a moins de porteurs de charge par litre. (1)
Erreur fréquente — oublier de convertir les millilitres en litres avant de calculer C = m ÷ V.
Exercice 4 – Interpréter une migration d'ions
(4 pts)- a)Bleu : ion cuivre Cu²⁺ (charge 2+). Violet : ion permanganate MnO4⁻ (charge 1−). (1)
- b)A : les anions MnO4⁻ (négatifs) sont attirés par l'électrode reliée à la borne +. (1)
- c)L'eau distillée est isolante : aucun courant ne circule dans le papier, les ions ne sont pas mis en mouvement. (1)
- d)Dans les fils : les électrons libres du métal. Dans le papier : les ions (cations vers −, anions vers +). (1)
À retenir — le courant dans une solution est un double déplacement d'ions, et il n'y a aucun électron libre dans l'eau.
Exercice 5 – Eau et sécurité électrique
(4 pts)- a)L'eau du bain contient des ions (sels, savon, sueur) : elle conduit le courant, qui peut traverser le corps de la personne : risque d'électrocution. (1)
- b)Seule l'eau distillée du laboratoire est isolante ; l'eau du robinet, et plus encore l'eau du bain, contiennent des ions dissous et conduisent le courant. (1)
- c)35 ÷ 0,05 = 700 fois plus concentrée. (1)
- d)Le corps humain est rempli de solutions ioniques (sang, sueur) : il conduit le courant. En touchant la victime, le secouriste laisserait le courant passer aussi par son propre corps. (1)
Attention — dans la vie courante, toute eau est conductrice et le corps humain aussi : on ne mélange jamais eau et appareils branchés.
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Ce contrôle de chimie 4ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Conductivité électrique des solutions » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Lecture d'un tableau de mesures/ 4 pts
- Exercice 2 — Dissolution de solides ioniques/ 4 pts
- Exercice 3 — Concentration massique et dilution/ 4 pts
- Exercice 4 — Interpréter une migration d'ions/ 4 pts
- Exercice 5 — Eau et sécurité électrique/ 4 pts
Notions évaluées
Tester la conduction d'un liquide, Solutions ioniques, solutions moléculaires, Qui transporte le courant ? Électrons dans les métaux, ions dans les solutions, Plus d'ions, plus de courant : concentration et dilution, Eau et électricité : les règles de sécurité, Méthode : rédiger un test de conduction.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Conductivité électrique des solutions » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de chimie de quatrième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Conductivité électrique des solutions » du programme officiel de chimie en quatrième, soit Tester la conduction d'un liquide, Solutions ioniques, solutions moléculaires, Qui transporte le courant ? Électrons dans les métaux, ions dans les solutions, Plus d'ions, plus de courant : concentration et dilution.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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