Acides, bases et sels Chimie 12
Définitions - Brønsted-Lowry Un acide est une substance (molécule ou ion) capable de libérer un ou plusieurs protons H + Une base est une substance (molécule ou ion) capable de capter un ou plusieurs protons H + 2
Acide et base conjugués Un acide et une base sont dits conjugués lorsqu'ils diffèrent d'un proton. L'acide est le composé qui possède le proton supplémentaire La base est le composé qui a un proton de moins 3
Acides courants Acide sulfurique H 2 SO 4 Acide muriatique HCl Acide nitrique HNO 3 Acide acétique ou vinaigre CH 3 COOH nitroglycérine = acide nitrique + glycérine 4
Bases courantes L'hydroxyde de sodium ou soude caustique, NaOH L'hydroxyde de potassium ou potasse KOH L'hydroxyde d'ammonium ou ammoniaque, NH 4 OH fertilisants azotés 5
Les acides polyprotiques Un acide monoprotique est un acide qui libèrera un proton. Ex. : L'acide chlorhydrique, HCl Un acide diprotique libèrera deux protons. Ex. : L'acide sulfurique, H 2 SO 4 Un acide triprotique libèrera trois protons. Ex. : L'acide phosphorique, H 3 PO 4 Un acide polyprotique libèrera plus d'un proton. 6
Les bases polyprotiques Une base monoprotique est une base qui captera un proton. Ex. : L'ammoniaque, NH 3 Une base diprotique captera deux protons. Ex : L'ion carbonate, CO 3 2- Une base triprotique captera trois protons. Ex : L'ion phosphate, PO 4 3- Une base polyprotique captera plus d'un proton. 7
Définitions - Lewis Un acide selon Lewis est une substance qui peut accepter une paire d'électrons d'un autre atome pour former une liaison covalente de coordination. NH 3 : + BF 3 NH 3 BF 3 Une base selon Lewis est une substance qui peut donner une paire d'électrons à un autre atome pour former une liaison covalente de coordination. Fe 3+ + 6 H 2 O [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ 8
Propriétés des acides Les acides sont des électrolytes Les acides ont un ph < 7 Les acides réagissent avec le papier de tournesol qui devient rouge Les acides ont un goût acide. 9
Réactions des acides Les acides réagissent avec les métaux : métal + acide sel + hydrogène Ex : Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) Les acides réagissent avec les carbonates de métal carbonate + acide sel + eau + dixoyde de carbone Ex : CaCO 3 (s) + 2HCl(aq) CaCl 2 (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) 10
Réactions des acides Les acides réagissent avec les bases : réaction de neutralisation Ex : HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2 O(l) Les acides réagissent avec les oxydes de métal oxyde + acide sel + eau Ex : CuO(s) + 2HCl(aq) CuCl 2 (aq) + H 2 O(l) 11
Propriétés des bases Les bases réagissent avec les acides Les bases sont des électrolytes Les bases sont glissantes au toucher. Les bases réagissent avec le papier de tournesol qui devient bleu Les bases ont un goût amer. 12
L'eau = acide ou base? NH 3 + H 2 O à NH + 4 + OH - base acide CH 3 COOH + H 2 O à CH 3 COO - + H 3 O + acide base L'eau est un ampholyte ou une substance amphotère : elle est à la fois un acide et une base. 13
Acide fort Un acide est dit fort lorsque sa réaction avec le solvant est complète : HCl(g) à H + (aq) + Cl - (aq) Six acides sont dits forts : L'acide nitrique HNO 3 L'acide chlorhydrique, HCl L'acide sulfurique, H 2 SO 4 L'acide iodhydrique, HI L'acide bromhydrique, HBr L'acide perchlorique, HClO 4 14
Acide faible Un acide est dit faible lorsque sa réaction avec le solvant est incomplète : HA + H 2 O H 3 O + + A - 99% 1% Ex : l'acide éthanoïque, CH 3 COOH, est faible CH 3 COOH(l) + H 2 O(l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) 15
Base forte Une base est dite forte lorsque sa réaction avec le solvant est complète : NaOH(s) à Na + (aq) + OH - (aq) Les bases fortes les plus courantes sont : Les hydroxydes de métal : NaOH, KOH, Mg(OH) 2, Ca(OH) 2, Fe(OH) 3, Zn(OH) 3 16
Base faible Une base est dit faible lorsque sa réaction avec le solvant est incomplète : B + H 2 O HB + + OH - Ex : la cafféine, l'ammoniaque NH 3 (g) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) 17
Échelle d'acidité Si la solution est de l'eau pure : [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Si on ajoute un acide : HA + H 2 O H 3 O + + A - donc [H 3 O + ] va augmenter Si on ajoute une base : B + H 2 O OH - + HB + donc [OH - ] va augmenter 18
Définition du ph Pour une solution neutre, on a : [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M ph = 7 Pour une solution acide : [H 3 O + ] > 10-7 M ph < 7 Pour une solution basique : [H 3 O + ] < 10-7 M ph > 7 19
Exemples de ph 20
Mesures de ph Le papier de tournesol Le ph-mètre Les indicateurs 21