Première S 2015-2016

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Utiliser la relation donnant la charge électrique d'un ion

La charge électrique d'un ion est liée au nombre d'électrons captés ou cédés.

Soit un ion formé par un atome qui a capté 3 électrons. Déterminer sa charge électrique.

Donnée : la charge électrique élémentaire est : \(\displaystyle{e = 1,6 \times 10^{-19}}\) C.

Etape 1

Repérer les deux grandeurs données

On repère les deux grandeurs données, parmi :

  • Le nombre d'électrons captés ou cédés \(\displaystyle{n_{électron}}\)
  • La charge électrique de l'ion \(\displaystyle{q_{ion}}\)
  • La charge électrique élémentaire e

L'énoncé donne :

  • Le nombre d'électrons captés : \(\displaystyle{n_{électron} = 3}\)
  • La charge électrique élémentaire : \(\displaystyle{e = 1,6 \times 10^{-19}}\) C
Etape 2

Rappeler la formule liant la charge électrique d'un ion au nombre d'électrons captés ou cédés

On rappelle la formule liant la charge électrique d'un ion au nombre d'électrons captés ou cédés :

  • \(\displaystyle{q_{ion} = n_{électron} \times \left(-e\right)}\) si les électrons ont été captés.
  • \(\displaystyle{q_{ion} = n_{électron} \times \left(e\right)}\) si les électrons ont été cédés.

Ici les électrons ont été captés, d'où :

\(\displaystyle{q_{ion} = n_{électron} \times \left(-e\right)}\)

Etape 3

Isoler la grandeur désirée

On isole la grandeur que l'on doit calculer.

La charge électrique de l'ion est :

\(\displaystyle{q_{ion} = n_{électron} \times \left(-e\right)}\)

Etape 4

Convertir, le cas échéant, l'une des grandeurs

Les charges électriques devant être exprimées dans la même unité, on convertit, le cas échéant, l'une d'entre elles.

Ici, les charges électriques élémentaires et celles de l'ion étant exprimées dans la même unité (C), une conversion n'est pas nécessaire.

Etape 5

Effectuer le calcul

On effectue l'application numérique, le résultat devant être écrit avec autant de chiffres significatifs que la donnée qui en a le moins.

Le nombre d'électrons captés ou cédés étant un nombre entier, on considère qu'il possède une infinité de chiffres significatifs.

Dans le cas où c'est le nombre d'électrons captés ou cédés qui est calculé, on arrondit le résultat car il ne peut s'agir que d'un nombre entier.

On effectue l'application numérique :

\(\displaystyle{q_{ion} = 3 \times \left(-1,6 \times 10^{-19}\right)}\)

\(\displaystyle{q_{ion} = -4,8 \times 10^{-19}}\) C