LC04 : Acides et bases

Extraits du BO: Il y a aussi les notions en STI2D et en STSS Lien du PDF

Prérequis :

• Equilibre chimique

Biblio :

• Term Spé Belin chapitre 1, p21
• Term Spé Hatier, chapitre 1 p32+ chapitre 7 p204

Intro

Aujourd’hui, on va s’intéresser à une certaine catégorie d’espèces chimiques : les acides et les bases. Vous en avez peut être déjà entendu parler : ces espèces régissent beaucoup de propriétés de la nature. Par exemple, on pourra expliquer pourquoi les Hortensias peuvent être bleues ou rouges selon le type de sol (diapo) (à voir, exemple peut être compliqué, ce sont des complexes mis en jeu dans les vacuoles des sépales). Le choux rouge aussi peut devenir bleu ou rouge, et en fait c’est encore une propriété acido-basique.

On va se concentrer sur des espèces en solution aqueuse, gardons en tete que cela restreint le cadre d’étude mais que ça ne change en rien le phénomène que l’on décrit.

I Espèces acides et basiques

1) Définition d’une epèce acide

Un acide de Broensted est une espèce capable de céder un proton au milieu, ie on la met dans l’eau et elle lâche un proton. On modélise cela par une demie équation (ce n’est pas une vraie réaction), exemple acide acétique.

Notez qu’on voit apparaître une seconde espèce, ici CH₃COO^-. En fait ce n’est pas du tout anodin, on la définit comme étant la base conjuguée d’un acide.

2) Espèce basique

Def, exemple de HO^-.

On peut aussi citer CH₃COO^- qui est une base. C’est la réaction de tout à l’heure dans l’autre sens

Def : base conjuguée d’un acide = espèce obtenue après avoir enlevé le H à l’acide.

On définit donc un couple acido basique comme la donnée de l’acide et la base.

On n’a jusque là qu’étudié des demies réactions. En fait, en pratique qu’est ce qu’on fait? On met une espèce dans l’eau, et elle réagit avec !

3) Réaction sur l’eau

Lorque l’on met en acide en solution dans l’eau, il se produit la réaction AH+H2O donne A-+H3O+. Ca c’est une vraie réaction.

On définit deux types d’acides, forts et faibles. Forts : réaction totale, non équilibrée.

Faible : Ka

Ce sont des grandeurs tabulées et qui caractérisent un acide. Exemple sur le couple CH₃COOH/CH₃COO^-, valeur du Ka.

Cas particulier : couples de l’eau. On peut définir l’acide H₃O⁺ qui réagit sur l’eau et l’ion HO^-. Valeur de K. Pourquoi intéréssant? Vous avez vu, H₃O⁺ est toujours libéré lors de la réaction d’un acide sur l’eau, et il apparaît toujours dans la constante de réaction ! En fait, c’est cet ion qui va nous intéresser par la suite, car en pratique pour caratériser l’acidité d’un milieu, on regarde la concentration en H₃O⁺…

# II Caractérisation d’une solution acide ou basique 1) pH d’une solution

On def le pH. pH dans le cas d’un acide fort HCl par exemple. Diapo échelle de pH. Bien dire que dépend de la concentration, ce n’est pas général pour les solutions comme HCl.

En pratique : Méthode pour mesurer le pH : pH mètre. Et selon le pH, on dit que c’est acide basique ou neutre.

Retour sur les Hortensias.

pH fait intervenir H₃O⁺, mais Ka aussi, et Ka caractérise un acide. On va établir un lien direct entre le pH et la concentration en acide.

2) Diagramme de prédominance

Rappel expression de ka. On voit qu’il y a le rapport base/acide… intéressant, on prend le log et formule d’Anderson. On a ainsi un lien direct, en def pKa (qui est tabulé vu qu’on connaît Ka), entre le pH d’une solution (que l’on sait mesurer) et le rapport des concentrations. On peut résummer ça sur un diagramme de prédominance.

Imaginons maintenant si une des deux espèces est colorée…

3) Indicateurs colorés

Vous les avez déjà utilisés, en fait espèces dont la couleur dépend du pH. Exemple : bleu de Bromothymol

III Réactions acido-basiques

1) Mise en commun de deux couples

L’acide d’un couple et la base d’un autre peuvent réagir. Méthodo : demies équations, on les ajoute. Exemple H2CO3 avec HO-

2) Application

On utilise tout ce qu’on a vu pour titrer le vinaigre par HO-

Manips possibles :

• Soit on fait le III et on titre le vinaigre
• Soit on fait la mesure de Ka du vinaigre (voir LC07)

Pour le titrage : Lien du PDF

Diapo : Lien du PDF

pptx : slides.pptx