Cours de Chimie sur les équilibres acido-basiques

Résumé du document

Un acide est une substance qui libère des ions H+ en solution aqueuse (eau). HCl = H+ + Cl-
Une base est une substance qui libère des ions OH- en solution aqueuse. KOH = K+ + OH-

Ces définitions manquent de généralité :
- Elles ne sont applicables qu'aux solutions aqueuses
- Cette théorie ne permet pas d'expliquer pourquoi l'ammoniac (NH3) est une base (ne peut pas libérer OH- car pas de O)
- L'ion H+ est supposé exister à l'état libre alors que l'on sait qu'il y a échange de protons et non libération et il se forme H3O+

2- Théorie de BRÖSTED ? LOWRY :

La définition des acides et des bases dans cette théorie est indépendante du solvant.

Un acide est un donneur de proton H+ : HCl = H+ + Cl-
Une base est un accepteur de H+ : Br- + H+ = HBr

NH3 + H2O = N+H4 + OH-

Ces définitions sont complétées par la notion du couple acide-base conjugué. A tout acide correspond une base conjuguée et à toute base correspond un acide conjugué. On ne dissocie pas l'acide de la base.

L'ion H+ n'existant pas à l'état libre, il ne peut être que transféré. Ainsi, un couple (acide-base)1 ne peut exister qu'en présence d'un deuxième couple (acide-base)2.

Exemples :

HCl + H2O = Cl- + H3O+
(HCl / Cl-)1 (H3O+ / H20)2

HBr + NH3 = N+H4 + Br-
(HBr / Br-)1 (N+H4 / NH3)2

Les composes amphotères (ampholytes) :

Exemples :
HBr + H2O = H3O+ + Br-
H20 a gagné un H+ : c'est une base

NH3 + H2O = NH+4 + OH-
H20 a perdu un H+ : c'est un acide

L'eau qui se comporte tantôt comme un acide, tantôt comme une base, s'appelle espèce amphotère ou ampholyte (...)

Extraits

[...] D'une manière générale une solution est : Acide si pH 10-7 mol.L-1 Basique si pH > 7 ou si [...]

[...] Théorie de Lewis : D'après cette théorie, un acide est un accepteur de doublés d'électrons. Une base est un donneur de doublé électronique. Le produit ionique de l'eau : On ne considère, dans le cadre de ces cours, que les solutions aqueuses dans lesquelles la concentration est inférieure à une mole par litre. H20 + H20 ( H3O+ + OH- La conductibilité de l'eau est très faible : seule une très faible proportion de molécules réagit entre elles pour former H3O+ et OH-. [...]

[...] K = / = Ka où Ka est la constante d'acidité de HA : plus Ka est grand, plus l'acide est fort. Les bases : B + HS+ ( BH+ + S Les solutions sont suffisamment diluées pour considérer que la concentration de S ( ) reste constante. K = / K / = / = Kb où Kb est la constante de basicité de HB : plus Kb est grand, plus la base est forte. Remarques : Ka et Kb sont des constantes qui dépendent de la température et de la nature du solvant. [...]

[...] cas des acides forts HCl + H20 ( H3O+ + Cl- 2 H2O ( H3O+ + OH- bilan des espèces : H3O+ ; Cl- ; OH- Ke = Dans le cas d'un acide fort, Cl est totalement dissout : pas d''équation exprimant la constante d'équilibre. Equation de neutralité : = + Equation de conservation de la matière : [HCl] = = pH = -log = -log = -log [HCl] cas des bases fortes : NaOH + H2O ( Na+ + OH- 2H20 ( H3O+ + OH- bilan des espèces : Na+ ; OH- ; H3O+ Ke = Dans le cas d'une base forte, NaOH est totalement dissout : pas d''équation exprimant la constante d'équilibre. [...]

[...] Un acide est un donneur de proton : HCl ( + Cl- Une base est un accepteur de : Br- + ( HBr NH3 + H2O ( N+H4 + OH- Ces définitions sont complétées par la notion du couple acide-base conjugué. A tout acide correspond une base conjuguée et à toute base correspond un acide conjugué. On ne dissocie pas l'acide de la base. L'ion n'existant pas à l'état libre, il ne peut être que transféré. Ainsi, un couple (acide-base)1 ne peut exister qu'en présence d'un deuxième couple (acide-base)2. [...]