Cours

A

Définition

Exemples :
Le sulfure de dihydrogène ${\text{H}}_2\text{S}$ (doc. 1) est un acide car il peut libérer un ion hydrogène selon la réaction d’équation :
${\text{H}}_2\text{S}\text{(aq)}\rightleftarrows {\text{HS}}^{-}\text{(aq)}+{\text{H}}^{+}$
L’ammoniac ${\text{NH}}_3$ est une base car elle peut capter un proton : ${\text{NH}}_3\text{(aq)}+{\text{H}}^{+}\rightleftarrows {\text{NH}}_4^{+}\text{(aq)}$


Exemple :
${\text{H}}_2\text{O}$ est un acide car ${\text{H}}_2\text{O}\text{(l)}\rightleftarrows {\text{HO}}^{-}\text{(aq)}+{\text{H}}^{+}$, mais aussi une base car ${\text{H}}_2\text{O}\text{(l)}+{\text{H}}^{+}\rightleftarrows {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\text{(aq)}$ donc ${\text{H}}_2\text{O}$ est une espèce amphotère.

B

Couple acide-base

Exemples de couples :
${\text{H}}_2\text{S}{\text{(g)/HS}}^{-}\text{(aq)}$, ${\text{H}}_2{\text{O(l)/HO}}^{-}\text{(aq)}$ et ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}{\text{(aq)/H}}_2\text{O(l)}$.

C

Modélisation d’une réaction acide-base

La réaction acide-base met donc en jeu deux couples acide-base.

Exemple de la réaction limitée entre l’eau ${\text{H}}_2\text{O}$ et l’ammoniac ${\text{NH}}_3$ :
${\text{H}}_2{\text{O(l)/HO}}^{-}{\text{(aq) : H}}_2\text{O (l)}\rightleftarrows {\text{HO}}^{-}\text{(aq) }+{\text{H}}^{+}$
${\text{NH}}_4^{+}{\text{(aq) /NH}}_3{\text{(aq) : NH}}_3\text{(aq)}+{\text{H}}^{+}\rightleftarrows {\text{NH}}_4^{+}\text{(aq)}$

La réaction acide-base a pour équation :
${\text{H}}_2\text{O(l)}+{\text{NH}}_3\text{(aq)}\rightleftarrows {\text{HO}}^{-}\text{(aq)}+{\text{NH}}_4^{+}\text{(aq)}$

Doc. 1

Sources chaudes

► Les sources chaudes d’origine volcanique sont acidifiées par les émanations soufrées.

Éviter les erreurs

➜ Attention à ne pas confondre les acides et les bases avec les oxydants et réducteurs qui mettent en jeu des échanges d’électrons.

➜ Un couple acide‑base s’écrit toujours sous la forme : ${\text{AH/A}}^{-}$ avec $\text{AH}$ l’acide et ${\text{A}}^{-}$ la base.

Doc. 2

Galeries acides

► Roches calcaires creusées par le passage des eaux acides.

Pas de malentendu

Retrouvez une explication des transformations acido-basique en vidéo :

Matthieu Colombel, Laissemoitaider

A

Libération des ions ${\text{H}}^{+}$

Pour libérer un ion ${\text{H}}^{+}$, la liaison entre un atome d’hydrogène et le reste de la molécule doit être fortement polarisée et l’atome d’hydrogène doit porter une charge partielle positive.
Plus la liaison $\text{R}-\text{H}$ est polarisée, plus l’atome d’hydrogène peut être facilement libéré et capté par une base.

Exemples de liaisons polarisées :
$\text{H}-\text{O};\text{H}-\text{N};\text{H}-\text{Cl};\text{H}-\text{Br};\text{H}-\text{I}$

B

Cas des acides carboxyliques

Les acides carboxyliques sont des molécules organiques possédant un groupe carboxyle.



Exemple :
${\text{CH}}_3\text{COOH(aq)}/{\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}\text{(aq)}$ : acide éthanoïque/ion éthanoate

C

Cas des amines

Exemple :
Ion méthylammonium/méthylamine

Doc. 3

Polarisation d’une liaison

Les zones les plus grises représentent les régions de l’espace où les électrons de la liason covalente ont la plus grande probabilité de se trouver.

Éviter les erreurs

➜ Un atome d’hydrogène lié à un atome de carbone n’a pas de caractère acide car la liaison $\text{C}-\text{H}$ est très faiblement polarisée.

Doc. 4

Acide formique

► L’acide méthanoïque $\text{HCOOH}$, dit acide formique, est produit par les fourmis. Sa base conjuguée est l’ion méthanoate ${\text{HCOO}}^{-}$. Le second atome d’hydrogène, lié à l’atome de carbone, n’est pas susceptible d’être libéré.

Classe des amines :

Pas de malentendu

A

Définition du $\text{pH}$

B

$\text{pH}$ et dilution

Exemple :
Si $F=10$, alors :
${\text{pH}}_{\text{fille}}=\text{log}(F)+{\text{pH}}_{\text{meˋre}}$
${\text{pH}}_{\text{fille}}=1+{\text{pH}}_{\text{meˋre}}$

C

Sécurité lors de dilutions

Doc. 5

Soda acide

► Le $\text{pH}$ de ce soda est égal à 2,6. On en conclut que :
$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=c°\cdot 10^{-\text{pH}}$
AN : $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=1\times 10^{-2,6}$
$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=2,5\times 10^{-3}$ mol·L^-1

Éviter les erreurs

➜ « log » représente la fonction logarithme décimal. Sur la calculatrice, ne pas la confondre avec le logarithme népérien « ln ».

Pas de malentendu

Doc. 6

Mélange exothermique

► La photographie montre un mélange d’une solution basique d’hydroxyde de sodium et d’acide chlorhydrique. La réaction entre les ions ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\text{(aq)}$ et ${\text{HO}}^{-}\text{(aq)}$ qui s’y produit est exothermique, c’est-à-dire qu’elle libère de l’énergie.

Retrouvez une explication du $\text{pH}$ en vidéo :

Matthieu Colombel, Laissemoitaider