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Chapitre 1


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1
Notions d'acides et de bases
(⇧)


A
Définition

Selon Brönsted, un acide est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs ions hydrogène . Une base, quant à elle, est une espèce capable de capter un ou plusieurs ion(s) hydrogène.


Exemples :
Le sulfure de dihydrogène (doc. 1) est un acide car il peut libérer un ion hydrogène selon la réaction d’équation :

L’ammoniac est une base car elle peut capter un proton :

Une espèce amphotère est une espèce possédant à la fois des propriétés acides et basiques.


Exemple :
est un acide car , mais aussi une base car donc est une espèce amphotère.

B
Couple acide-base

Un acide et une base sont dits « conjugués » s’ils sont reliés par une équation de la forme :
Un acide conjugué et une base conjuguée forment un couple acide-base. Le couple est noté : .


Exemples de couples :
, et .

C
Modélisation d’une réaction acide-base

Une réaction acide-base est un échange de protons entre une espèce acide d’un couple et une espèce basique d’un autre couple.

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

Exemple de la réaction limitée entre l’eau et l’ammoniac :



La réaction acide-base a pour équation :

Doc. 1
Sources chaudes

Sources chaudes d’origine volcanique


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 : avec l’acide et la base.

Vocabulaire

Acide

Amphotère

Base

Réaction acide-base



Acide : espèce capable de céder un (ou plusieurs) proton(s).

Amphotère : possédant un caractère acide et basique.

Base : espèce capable de capter un (ou plusieurs) proton(s).

Réaction acide-base : réaction impliquant un échange de protons entre l’acide et la base.

Doc. 2
Galeries acides

Galeries acides

Roches calcaires creusées par le passage des eaux acides.

Pas de malentendu

Un acide ne peut réagir qu’avec une base.
La formule , signifie que en solution n’existe qu’associé à une molécule d’eau. La formule compacte ne permet pas de le voir.

Supplément numérique

Retrouvez une explication des transformations acido-basique en vidéo :

Matthieu Colombel, Laissemoitaider

Matthieu Colombel, Laissemoitaider

2
Structure et caractère acide ou basique
(⇧)


A
Libération des ions

Pour libérer un ion , 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 est polarisée, plus l’atome d’hydrogène peut être facilement libéré et capté par une base.

Exemples de liaisons polarisées :

B
Cas des acides carboxyliques

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

Le groupe carboxyle possède un atome d’hydrogène mobile qui lui confère un caractère acide.

La demi-équation acide-base est :



où (ion carboxylate) est la base conjuguée de (acide carboxylique).


acides carboxyliques
acides carboxyliques


Exemple :
: acide éthanoïque/ion éthanoate

C
Cas des amines

Une amine est un composé organique dérivé de l’ammoniac dont au moins un atome d’hydrogène a été remplacé par un groupe carboné.

Exemple : la méthylamine
La liaison est polarisée : les amines peuvent donc être acides. Or, cet aspect acide est peu prononcé. En revanche, l’atome d’azote électronégatif possède un doublet non liant susceptible de capter un ion pour former un ion ammonium.

Methylamine

Les amines sont donc surtout des bases.


Exemple :
Ion méthylammonium/méthylamine
Ion méthylammonium/méthylamine

Doc. 3
Polarisation d’une liaison

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 est très faiblement polarisée.

Doc. 4
Acide formique

Polarisation d’une liaison

L’acide méthanoïque , dit acide formique, est produit par les fourmis. Sa base conjuguée est l’ion méthanoate . Le second atome d’hydrogène, lié à l’atome de carbone, n’est pas susceptible d’être libéré.

Vocabulaire

  • Classe des amines :

  • Les amines

    Pas de malentendu

    Dans une formule, représente une chaîne carbonée quelconque qui prolonge la molécule.

    3
    Lien entre acidité et
    (⇧)


    A
    Définition du

    En solution aqueuse, le est défini à partir de la relation suivante :


    : concentration en ion oxonium (mol·L-1)
    : concentration standard égale à mol·L-1

    Réciproquement, on a donc toujours :


    Plus la concentration en ion oxonium est élevée, et plus le est faible.
    pH

    B
    et dilution

    Lors d’une dilution, on note le facteur de dilution correspondant au rapport entre les concentrations de la solution mère et de la solution fille , exprimées en (mol·L-1) :


    Pour une solution d’acide fort, en considérant les concentrations en ion oxonium et une dilution raisonnable, on a :






    Exemple :
    Si , alors :


    C
    Sécurité lors de dilutions

    La réaction entre un acide et une base est exothermique : elle dégage de la chaleur (doc. 6). Pour éviter les projections corrosives lors d’une dilution, il est préférable de verser d’abord le solvant puis l’acide (ou la base) concentré(e). Fiche méthode 12, p. 590

    Doc. 5
    Soda acide

    Soda acide

    Le de ce soda est égal à 2,6. On en conclut que :

    AN :
    mol·L-1

    Éviter les erreurs

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

    log

    Pas de malentendu

    Les ions n’existent pas seuls en solution aqueuse. Ils s’associent avec au cours d’une réaction pour former selon la demi-équation :

    Doc. 6
    Mélange exothermique

    Solution basique d’hydroxyde de sodium et d’acide chlorhydrique

    La photographie montre un mélange d’une solution basique d’hydroxyde de sodium et d’acide chlorhydrique. La réaction entre les ions et qui s’y produit est exothermique, c’est-à-dire qu’elle libère de l’énergie.

    Supplément numérique

    Retrouvez une explication du en vidéo :

    Matthieu Colombel, Laissemoitaider

    Matthieu Colombel, Laissemoitaider
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