Fiche de révision : Acides et bases de Brønsted

📋 Plan du Cours

1. Définitions de Brønsted
2. Couples acide-base
3. Couples de l’eau et du carbone
4. Acides carboxyliques
5. Amines et ions ammonium
6. Réactions acide-base

📖 1. Définitions de Brønsted

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide de Brønsted : En 1923, Johannes Brønsted définit un acide comme une espèce chimique capable de céder un ion hydrogène H⁺, ou proton.
• Base de Brønsted : En 1923, Johannes Brønsted définit une base comme une espèce chimique capable de capter un ion hydrogène H⁺, ou proton.

📝 Points essentiels

📌 Une solution contenant une espèce acide peut être acide ou basique selon la quantité introduite et la nature des autres espèces chimiques présentes.

• Les écritures de transfert de H⁺ sont formelles, car l’ion hydrogène H⁺ n’existe pas à l’état libre en solution aqueuse.

💡 Astuce mémo

L’acide cède H⁺, tandis que la base capte H⁺.

📖 2. Couples acide-base

🔑 Notions clés & Définitions

• Couple acide-base : Deux espèces conjuguées AH et A⁻ qui se transforment l’une en l’autre par échange d’un ion H⁺ forment un couple acide-base noté AH / A⁻.

★ À maîtriser

📐 Formule — La demi-équation d’un couple acide-base s’écrit $AH = A^- + H^+$.

📌 Une solution est acide si elle contient plus d’ions H₃O⁺(aq) que d’ions HO⁻(aq), basique si elle en contient moins, et neutre si elle en contient autant.

Compléments

• Dans le couple CH₃CO₂H(aq) / CH₃CO₂⁻(aq), l’acide éthanoïque est l’acide conjugué de l’ion éthanoate.

💡 Astuce mémo

AH perd H⁺ et devient A⁻ ; A⁻ gagne H⁺ et devient AH.

📖 3. Couples de l’eau et du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce amphotère : Une espèce amphotère peut se comporter soit comme un acide, soit comme une base selon les espèces chimiques présentes.

★ À maîtriser

• Dans l’eau, une molécule H₂O se fixe sur H⁺ pour former l’ion oxonium H₃O⁺(aq).

• L’eau appartient aux couples H₃O⁺(aq) / H₂O(ℓ) et H₂O(ℓ) / HO⁻(aq), où elle joue respectivement le rôle de base puis d’acide.

📌 L’ion hydrogénocarbonate HCO₃⁻(aq) appartient aux couples CO₂(aq), H₂O(ℓ) / HCO₃⁻(aq) et HCO₃⁻(aq) / CO₃²⁻(aq), ce qui en fait une espèce amphotère.

Compléments

• Le dioxyde de carbone dissous dans l’eau, noté CO₂(aq), H₂O(ℓ), forme avec HCO₃⁻(aq) le couple CO₂(aq), H₂O(ℓ) / HCO₃⁻(aq).

💡 Astuce mémo

L’eau et HCO₃⁻ peuvent chacun jouer les rôles d’acide et de base.

📖 4. Acides carboxyliques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide carboxylique : Un acide carboxylique de formule RCO₂H(aq) cède un ion hydrogène H⁺ pour former un ion carboxylate RCO₂⁻(aq).

★ À maîtriser

• Dans un acide carboxylique, l’atome d’hydrogène acide est relié à un atome d’oxygène, dont l’électronégativité supérieure favorise le départ de H⁺.

Compléments

📌 Le nom de l’ion carboxylate s’obtient en supprimant le mot « acide » et en remplaçant la terminaison « -oïque » par « -oate ».

• Dans la formule des acides carboxyliques, R est un groupe alkyle –CₙH₂ₙ₊₁ ou un atome d’hydrogène H.

💡 Astuce mémo

L’oxygène attire les électrons → H⁺ se détache → le carboxylate se forme.

📖 5. Amines et ions ammonium

🔑 Notions clés & Définitions

• Amine : Une molécule azotée obtenue par remplacement de un, deux ou trois atomes d’hydrogène de l’ammoniac NH₃ par un, deux ou trois groupes alkyles R.
• Base amine : Les amines sont des bases car le doublet non liant porté par leur atome d’azote peut capter un ion H⁺.

★ À maîtriser

• Lorsqu’une amine capte H⁺, son doublet non liant devient un doublet liant et l’atome d’azote porte une charge positive.

Compléments

📌 Le nom de l’acide conjugué d’une amine s’obtient en remplaçant la terminaison « -amine » par « -ammonium ».

💡 Astuce mémo

Le doublet libre de l’azote capte H⁺ → l’ion ammonium devient positif.

📖 6. Réactions acide-base

🔑 Notions clés & Définitions

• Réaction acide-base : Une transformation chimique acide-base met en jeu un acide A₁H d’un couple et une base A₂⁻ d’un autre couple, avec transfert d’un ion H⁺ de A₁H vers A₂⁻.

★ À maîtriser

• 🔄 Pour établir une équation acide-base, il faut: identifier les deux couples, repérer les réactifs, écrire les deux demi-équations dans le sens de la réaction, additionner les deux demi-équations

📐 Formule — L’équation générale d’une réaction acide-base est $A_1H + A_2^- \rightleftharpoons A_1^- + A_2H$.

📌 La double flèche indique que la transformation acide-base n’est pas toujours totale, tandis qu’une flèche simple peut représenter une réaction totale comme celle de HCl avec l’eau.

Compléments

• L’acide éthanoïque réagit avec l’eau selon CH₃CO₂H(aq) + H₂O(ℓ) ⇄ CH₃CO₂⁻(aq) + H₃O⁺(aq), et cette réaction n’est pas totale.

• Le chlorure d’hydrogène gazeux réagit avec l’eau selon HCl(g) + H₂O(ℓ) → Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq), et cette réaction est totale.

💡 Astuce mémo

Identifier les couples → écrire les demi-équations → les additionner.

📊 Tableaux de synthèse

Rôles acide-base des espèces