I°) Le courant électrique et les atomes :

a) Le courant électrique et les atomes :

1 – Comment sont constitués les métaux ?

Observation d’une plaque de métal à l’œil nu.

Observation d’une plaque d’aluminium au microscope électronique (500 000V).

(Grossissement : 15 x 10⁶ ; distance entre deux points noirs : 0,2 nm)

Conclusion : les métaux ont une structure atomique. Dans un même métal, les atomes sont tous identiques et ils sont rangés de façon ordonné.

RAPPEL :

Un atome est constitué d’un noyau chargé positivement et d’électrons gravitant autour de ce noyau. Les électrons sont chargés négativement.

L’atome est électriquement neutre, donc tous les métaux sont électriquement neutre.

2 – A quoi est dû le courant électrique dans un métal ?

La matière qui constitue les fils conducteurs est un métal. Le cuivre est le métal utilisé le plus souvent.

Dans un métal, le courant électrique est dû à une circulation d’électrons libres.

Remarques :   

1 - Que se passe-t-il quant au mouvement des électrons si l’interrupteur est ouvert ?

Si l’interrupteur est ouvert le mouvement des électrons est stoppé.

2 - Quelle différence fondamentale existe-t-il entre les isolants et les conducteurs ?

Il n’y a pas d’électrons libres dans les isolants.

II°) Le courant électrique dans les solutions ioniques :

a) Les liquides conduisent-ils le courant électrique ?

Protocole expérimental :

Pour répondre à cette question, on va plonger deux électrodes dans une solution selon le montage suivant :

Observation :

La lampe s’allume plus ou moins bien selon les liquides testés. Elle reste éteinte avec d’autres liquide.

Conclusion :

Certains liquides conduisent le courant.

b) Sens du déplacement des ions :

Protocole expérimental :

Observation :

On constate qu’une tâche bleu apparaît du côté du pôle - et une  tâche violette apparaît du côté du pôle +.

Remarque : la couleur bleue est du aux ions cuivre Cu²⁺, et la couleur violette est due aux ion permanganate MnO₄^-

Comment expliquer ces observations ?

En observant des étiquettes d'eau minérales, on peut proposer des hypothèses permettant d’interpréter les expériences précédentes :

• On s’aperçoit que les eaux minérales sont constituées de différents ions (positifs et négatifs). L’eau pure ne contient aucun ion. La circulation du courant dans les solutions est donc sûrement due à la présence d’ions dans les solutions.
• Grâce à la deuxième expérience, on peut déduire que les ions positifs se sont déplacés vers le pôle - et les ions négatifs vers le pôle +.

Conclusion :

Dans une solution conductrice, le courant électrique est dû à une circulation d’ions.

Toutes les solutions ioniques conduisent le courant électrique.

Les ions positif se déplacent donc dans le sens du courant électrique Les ions négatif se déplacent donc dans le sens inverse du courant électrique.

CONCLUSION GÉNÉRALE

Dans un métal, le courant électrique est dû à un déplacement d’ions. Dans une solution, le courant électrique est dû à un déplacement d’électrons. À RETENIR !! DANS UNE SOLUTION IL N’Y PAS D’ÉLECTRONS LIBRES