Exemples d'ions polyatomiques : définition, structure, caractéristiques

Les ions polyatomiques sont des espèces chargées qui contiennent plus d'un atome lié par des liaisons covalentes. Les exemples d'ions polyatomiques que nous aborderons dans cet article sont :

• Ammonium
• Acétate
• Carbonate
• Chrome
• Cyanide
• Hydroxyde
• Nitrate
• Nitrite
• Oxalate
• Phosphate
• thiocyanate

Ion ammonium

C'est un ion polyatomique chargé positivement de formule chimique NH₄+. Il a un géométrie tétraédrique(sp³ hybridation).Il est formé par la réaction d'ammoniaque et d'acides.

NH₃ + H⁺ →NH₄⁺

Si nous ajoutons de l'hydroxyde concentré à une solution aqueuse d'ammonium, le papier de tournesol rouge (humidifié) devient bleu ; ceci est utilisé pour détecter les ions ammonium. C'est une importante source d'azote pour de nombreuses espèces végétales. La structure de Lewis de ion ammonium est donné ci-dessous:

Ion acétate

C'est un ion chargé négativement de formule chimique CH₃COO^-. Il est formé par l'élimination d'un proton du groupe carboxy de l'acide acétique.

Pour détecter les ions acétate, nous ajoutons de l'éthanol et conc. H₂SO₄ à un sel d'acide acétique et le chauffer, la présence d'odeur fruitée confirme la présence de ions acétate. Il est utilisé pour tapisser les tissus des peignoirs et des vêtements de détente. Il est également utilisé comme précurseur de l'acétyl-CoA pour la synthèse des cellules graisseuses. La structure de lewis d'ions acétate est donnée ci-dessous :

Ion carbonate

C'est un ion chargé négativement avec une formule chimique CO₃^2- disposés en géométrie plane trigonale.

Ion carbonate adoucir l'eau et sont utilisés dans la production de l'industrie du papier et du verre. Lorsqu'on ajoute de l'acide sulfurique dilué à un sel contenant des ions carbonate, il se produit une effervescence avec dégagement de dioxyde de carbone (un gaz incolore et inodore). La structures lewis d'ion carbonate sont indiqués ci-dessous :

Ion chromate

Ce sont les anions présents dans les sels de chromate. Sa formule chimique est CrO₄^2- et est un agent oxydant puissant et est de couleur jaune vif.

Ils ont une géométrie tétraédrique. Les chromates sont utilisés dans les encres et les colorants comme pigments, dans le chromage (pour se débarrasser de la corrosion), la finition du cuir et la protection contre la rouille des métaux. Pb²⁺, AG⁺ et Ba²⁺ forme un précipité peu soluble avec les ions chromate. PbCrO₄ et BaCrO₄ forment un précipité jaune tandis que Ag₂CrO₄ forme un précipité rouge brique. Ceci est utilisé pour détecter les ions chromate.

Ion cyanure

C'est un anion contenant le groupe C≡N (carbone triplement lié à l'azote) et est une base conjuguée du cyanure d'hydrogène. Il a une géométrie linéaire avec une charge négative sur l'atome de carbone.

La principale utilisation du cyanure est l'extraction de l'or et de l'argent. Les ions cyanure sont également utilisés pour produire des composés contenant du CN (généralement des nitriles). Nous ajoutons conc. H₂SO₄ à une solution contenant du cyanure ; du gaz cyanhydrique se forme et la couleur de la réaction passe du vert pâle au bleu.

Ion hydroxyde

C'est un anion de formule chimique OH^- dérivé de base (NaOH, KOH, Ca(OH)₂) ou de l'eau par perte d'un proton.

Les hydroxydes sont utilisés dans la fabrication du papier, de la pâte à papier, des savons et des détergents. Si nous ajoutons un sel d'ammonium à une base contenant des ions hydroxyde, du gaz ammoniac se dégagera (ce qui peut être détecté en amenant une tige de verre trempée dans du HCl concentré, le gaz ammoniac donnera des fumées blanches solides).

Ion nitrate

C'est un anion de formule chimique NO₃^2- , formé par la perte d'un proton de l'acide nitrique.

Les nitrates sont utilisés comme agents oxydants, des engrais et des explosifs. Pour détecter les ions nitrate, on ajoute du H concentré₂SO₄ à un sel contenant des ions nitrate, le refroidir, puis ajouter FeSO₄ à elle. Un anneau brun foncé confirme la présence d'ions nitrate.

Ion nitrite

Le nitrite est un anion de formule chimique NO₂^- et est dérivé de l'acide nitreux. Il a une forme courbée avec sp² hybridation.

Ils sont utilisés pour préparer des colorants azoïques et d'autres colorants. Lorsque dilué H₂SO₄ est ajouté à un sel contenant du nitrite, des fumées brun rougeâtre de NO₂ gaz sont observés.

Ion oxalate

C'est un anion d'un acide dicarboxylique de formule C₂O₄^2- qui est utilisé comme métabolite humain et végétal.

Ils sont utilisés comme agents réducteurs (oxalate de strontium et de baryum), en photographie et pour éliminer les taches d'encre. L'anion oxalate existe en géométrie plane (comme l'oxalate de potassium) et non plane dans d'autres cas (comme l'oxalate de césium). L'anion oxalate libre a un D orthogonal_2h structure.

L'ajout de H concentré₂SO₄ à un sel d'oxalate produit un gaz incolore et inodore (CO₂), qui rend l'eau de chaux laiteuse (détection d'ion oxalate).

Ion phosphate

C'est un anion de formule chimique PO₄^3- et est dérivé de la perte de trois protons de l'acide phosphorique. Il a une géométrie tétraédrique.

Il est utilisé dans les engrais. Phosphate les ions fournissent de l'énergie aux cellules et sont importants pour la formation des os et des dents.

Pour la détection des ions phosphate, nous ajoutons conc. HNO₃ et le molybdate d'ammonium à la solution contenant les ions phosphate et la chauffer. On observe un précipité jaune canari de phosphomolybdate d'ammonium qui confirme la présence d'ions phosphate.

Ion sulfate

Il s'agit d'un soufre oxoanion de formule chimique SO₄^2- et est dérivé de l'acide sulfurique par déprotonation des deux groupes OH. Il a une géométrie tétraédrique.

Il a diverses utilisations industrielles. Il est utilisé pour produire du plâtre, comme électrolyte dans les cellules galvaniques et comme détergent dans les formulations de shampooing. Une solution aqueuse d'ions sulfate contenant du sel (acidifié avec de l'acide acétique) réagit avec BaCl₂ pour former un précipité blanc de BaSO₄.

Ion sulfite

C'est aussi un oxoanion soufré mais de formule chimique SO₃^2- et est une base conjuguée de bisulfite.

Ils sont utilisés comme conservateurs, agents de blanchiment et agents de déchloration. Il a une géométrie pyramidale trigonale. Lorsqu'une solution contenant des ions sulfite réagit avec H dilué₂SO₄, SO₂ un gaz se dégage, qui a une odeur de soufre brûlé. Ce gaz transforme le papier bichromate de potassium (acidifié avec dil. H₂SO₄) vert confirmant la présence d'ions sulfites.

Ion thiocyanate

C'est un anion de formule chimique SCN^- où la charge négative est partagée par l'azote et le soufre à parts égales (ligand ambidenté). Il est dérivé de l'acide thiocyanique.

Il est utilisé dans l'eau de Javel et les désinfectants et pour préparer le thiosulfate d'argent, qui inhibe la corrosion de l'acier. C'est un réactif spectrophotométrique important. Une couleur rouge sang est observée lorsque du nitrate de fer est ajouté à une solution contenant des ions thiocyanate.

Conclusion

Nous avons discuté de treize exemples importants d'ions polyatomiques, leurs utilisations, la géométrie moléculaire, la structure de Lewis et les tests qualitatifs pour leur détection.

Nandita Biswas

Bonjour…. Je m'appelle Nandita Biswas. J'ai complété ma maîtrise en chimie avec une spécialisation en chimie organique et physique. De plus, j'ai réalisé deux projets en chimie : l'un traitant de l'estimation colorimétrique et de la détermination des ions dans les solutions. D'autres chercheurs en solvatochromisme étudient les fluorophores et leurs utilisations dans le domaine de la chimie ainsi que leurs propriétés d'empilement en émission. Je travaille en tant que stagiaire associé de recherche au département médical.
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