R´ eactions acido-basiques
I. D´ efinitions
La r´ eaction acido-basique
La r´eaction acido-basique est caract´eris´ee par un transfert de proton H+ entre un acide et une base.
Un acide est une entit´e capable de lib´erer un proton H+ et une base est une entit´e capable de capter un proton H+ (J.Bronsted, 1879-1947).
Les couples acides / bases
Deux entit´es forment un couple acide-base si on peut passer d’une entit´e `a l’autre par gain ou perte d’un proton H+.
L’acide est not´e AH et la base A-.
Un couple acide-base s’´ecrit de la mani`ere suivant : (acide/base) soit (AH/A-).
Les deux esp`eces chimiques sontconjugu´ees; AH est l’acide conjugu´e de A- et A- est la base conjugu´ee de AH.
II. Demi-´ equation acido-basique et ´ equation d’une r´ eaction acido-basique
Soit un couple acide-base (AH/A-). On passe de l’un `a l’autre par gain ou perte d’un proton.
Si l’acide est le r´eactif alors la demi-´equation seraAHÑA H
Si la base est le r´eactif alors la demi-´equation seraA H ÑAH
Lors d’une r´eaction acido-basique, il y a deux couples acide-base qui interviennent, (AH/A-) et (BH/B-).
L’acide d’un couple r´eagit avec la base du deuxi`eme couple.
On fait r´eagir l’acide AH avec la base B-.
En ´ecrivant les 2 demis-´equations acido-basiques, on obtient : AHÑA H
L’acide AH va donc lib´erer un proton H+ et la base B- va r´ecup´erer ce proton.
Il va donc y avoir formation de la base A- et de l’acide BH.
Donc l’´equation de la r´eaction sera :
AH BÑA BH (on ne fait pas figurer le proton transf´er´e dans l’´equation)
Les ampholytes
D´ efinition
On dit d’une esp`ece chimique qu’elle estamphot`eresi elle peut jouer `a la fois le rˆole d’acide et le rˆole de base.
Exemple : l’eau
L’eau est un ampholyte car il appartient, en tant qu’acide, au couple pH2O{HOq et en tant que base au couplepH3O {H2Oq.
Il en existe d’autre comme :
L’hydroxyde :pH2O{HOq
L’hydrog´enocarbonate :pHCO3{CO23q
...
Un indicateur color´ e : le BBT
Le bleu de bromothymol forme un couple acide-base particulier car l’acide et la base conjugu´e n’ont pas la mˆeme couleur.
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Le BBT sert `a savoir si l’on a affaire `a une solution acide ou basique.
Si la solution est acide alors le BBT aura une couleur jaune.
Si la solution est basique alors le BBT aura une couleur bleu.
Le couple d’un indicateur color´e est not´e (InH/In-), InH pour la couleur jaune et In-pour la couleur bleue.
Si le BBT rencontre un acide, l’´equation de la r´eaction seraAH InÑA InH
Si le BBT rencontre une base, l’´equation de la r´eaction seraA InH ÑAH In
III. Acides et Bases
Quelques acides
L’acide chlorhydriqueHCl
C’est un acide fort : il r´eagit totalement avec l’eau selon la r´eactionHCl H2OH3O Cl
Une solution d’acide chorhydrique contientH3O etCl et nonHCl. En effet,Cl est un ion indiff´erent (=
ne r´eagit pas sur l’eau) : c’est l’ion chlorure.
L’acide nitrique HN O3
C’est un acide fort : il r´eagit totalement avec l’eau selon la r´eactionHN O3 H2OH3O N O3 Une solution d’acide nitrique contientH3O etN O3 et nonHN O3.
N O3 est un ion indiff´erent (= ne r´eagit pas sur l’eau) : c’est l’ion nitrate.
L’acide sulfuriqueH2SO4
En 1`ere S, on peut consid´erer l’acide sulfurique comme un diacide fort.
Il r´eagit totalement avec l’eau selon la r´eactionH2SO4 2H2O2H3O SO42
Une solution d’acide sulfurique contientH3O etSO24 et nonH2SO4.
Attention : une mole deH2SO4produit 2 moles deH3O etSO42 est l’ion sulfate.
Remarque: le couple acide base correspondant `a une solution d’acide fort dans l’eau estH3O {H2O.
L’acide ac´etiqueCH3COOH
CH3COOH est l’acide du coupleCH3COOH{CH3COO.
C’est un acide faible :il r´eagit ne r´eagit pas totalement avec l’eau. L’´equation de la r´eaction estCH3COOH H2OCH3COO H3O
Une solution d’acide ac´etique contientH3O , CH3COOH, CH3COO etCH3COO est l’ion ac´etate.
L’acide benzo¨ıque C6H5COOH
C6H5COOH est l’acide du couple C6H5COOH{C6H5COO.C’est un acide faible :il r´eagit ne r´eagit pas totalement avec l’eau. L’´equation de la r´eaction s’´ecrit C6H5COOH H2OC6H5COO H3O . Une solution d’acide ac´etique contient H3O , C6H5COOH, C6H5COO et C6H5COO est l’ion benzoate.
Quelques bases
Les hydroxydes de sodium (NaOH) ou de potassium (KOH) Les hydroxydes se dissocient totalement dans l’eau.
Ces solutions ne contiennent queN a , HOouK , HO, o`uN a ouK sont des ions indiff´erents.
Le couple acide base correspondant `a une solution de base forte dans l’eau estH2O{HO.
L’ammoniac
Le gaz ammoniac se dissout dans l’eau selon la r´eaction N H3 H2ON H4 HO. La r´eaction n’est pas totale avec l’eau car l’ammoniac est une base faible.
Le couple acide/base correspondant estN H4 {N H3.
Une solution d’ammoniac dans l’eau contient N H3, N H4, H2O etN H4 est l’ion ammonium.
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