Transformations acide base et comparer des acides et des bases

Chapitre n°1 :

Transformations acide base & comparer des acides et des bases

1. Les réactions acido-basiques

Une réaction acido-basique est caractérisé par un échange de protons (H+) entre un acide et une base.

Un acide est une espèce chimique capable de libérer un ou plusieurs protons H+.

Une base est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons H+.

Selon Bronsted :

Acide  Base + H+[pic 1]

[pic 2][pic 3]

L’eau est une espèce chimique qu’on appelle amphotère qui peut en fonction des réactions être soit acide soit base.

Un acide fort est un acide qui se dissocie totalement dans l’eau.

        Exemple :

        HCl + H20  H3O+ + Cl-                                HCl: acide chlorhydrique[pic 4]

Un acide faible est un acide qui ne se dissocie pas totalement dans l’eau

Exemple :

                O                                O[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

R        C                        R        C                + H+[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 9]

                OH                                O-

             acide carboxylique                        ion carboxylique

Application n°1 :

On fait réagir de l’acide chlorhydrique (HCl) avec de la soude (hydroxyde de sodium NaOH).

H+Cl-                Na+OH-                ion spectateur : Cl- et Na+

H+(aq) + OH-(aq)  H2O(l)[pic 16]

Application n°2 :

On fait réagir de l’acide éthanoïque (CH3COOH) avec de l’eau (H2O).

CH3COOH  CH3COO- + H+                        H2O + H+  H3O+[pic 17][pic 18]

   acide 1                base 1                                base 2                   acide 2

soit CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+[pic 19]

1. Définitions du pH

pH : potentiel d’hydrogène

appareil: un pH mètre

Découvert par Sorensen (danois) en 1909 :

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

H+ réagit toujours avec de l’eau (solvaté) :

H+  H3O+[pic 24]

 à l’équilibre[pic 25]

 à l’équilibre[pic 26]

1. Produit ionique de l’eau

Si l’eau est acide :

H2O  HO- + H+[pic 27]

acide 1      base 1

Si l’eau est base :

H2O +H+  H3O+[pic 28]

base 2                    acide 2

Donc 2H2O(l)  H3O+(aq) + HO-(aq)[pic 29]

                Ke : produit ionique de l’eau                         eq : équilibre [pic 30]

Si la température est de 25°, Ke = 10-14 car [pic 31]

1. Constante d’acidité Ka

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

Remarque :

Plus le Ka est grand, plus l’acide est fort.

Exemple :

pKa (CH3COOH/CH3COO-) = 4,8

pKa (NH4+/NH3) = 9,2

1. Relation d’Henderson

[pic 36]

Démonstration :

[pic 37]

Avec AH/A- :[pic 38][pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

1. Diagramme de prédominance

           acide prédomine                           base prédomine[pic 44]

[pic 45][pic 46][pic 47]

Démonstration :

• Cas n°1 : si la base prédomine[pic 48][pic 49]

[pic 50]

[pic 51]

[pic 52]

[pic 53]

or , soit [pic 54][pic 55]

donc [pic 56]

soit , donc la base prédomine[pic 57]

...