Fiche de révision : Réactions acide-base de Brønsted

📋 Plan du Cours

1. Base forte et soude
2. Définitions acide-base
3. Réactions et pH
4. Couples et ampholytes
5. Acides forts et calculs
6. Grandeurs et liaisons chimiques

📖 1. Base forte et soude

🔑 Notions clés & Définitions

• Base forte : Espèce qui donne des ions OH⁻ dans l’eau par une réaction totale.

★ À maîtriser

• La dissolution de NaOH(s) dans l’eau produit Na⁺(aq) et OH⁻(aq).

📐 Formule — Pour une solution contenant 0,04 g de NaOH dans 1 L, la concentration en soluté apporté est $C=\frac{n}{V}=\frac{m}{MV}=10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$.

Compléments

📐 Formule — À pH = 11, la concentration en ions hydroxyde vaut $[\mathrm{OH^-}]=\frac{10^{-14}}{[\mathrm{H_3O^+}]}=10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$.

💡 Astuce mémo

NaOH se dissout totalement → OH⁻ augmente → solution basique

📖 2. Définitions acide-base

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide : Espèce chimique susceptible de céder un ou plusieurs protons H⁺ et qui donne des ions H₃O⁺ dans l’eau.
• Base : Espèce chimique susceptible de capter un ou plusieurs protons H⁺ et qui donne des ions OH⁻ dans l’eau.

📝 Points essentiels

• Dans l’eau, un acide AH réagit selon AH + H₂O → A⁻ + H₃O⁺, tandis qu’une base B⁻ réagit selon B⁻ + H₂O → OH⁻ + BH.

💡 Astuce mémo

L’acide cède H⁺, la base capte H⁺

📖 3. Réactions et pH

🔑 Notions clés & Définitions

• Réaction acide-base : Réaction mettant en jeu l’acide d’un couple et la base d’un autre couple avec transfert d’un proton H⁺.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le pH est défini par $\mathrm{pH}=-\log\left(\frac{[\mathrm{H_3O^+}]}{C^\circ}\right)$ avec $C^\circ=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$, soit pH = −log[H₃O⁺] lorsque la concentration est exprimée relativement à l’état standard.

📐 Formule — La concentration en ions oxonium est donnée par $[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-\mathrm{pH}}$.

💡 Astuce mémo

Acide + base → transfert de H⁺ → nouveaux couples

📖 4. Couples et ampholytes

🔑 Notions clés & Définitions

• Couple acide-base : Association d’un acide AH et de sa base conjuguée A⁻, reliés par AH ⇄ A⁻ + H⁺.
• Ampholyte : Espèce qui peut se comporter comme un acide dans un couple et comme une base dans un autre couple.

★ À maîtriser

📐 Formule — À 25 °C, le produit ionique de l’eau vérifie $K_e=[\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}]=10^{-14}$.

Compléments

• L’eau appartient aux couples H₂O/OH⁻, où elle est l’acide, et H₃O⁺/H₂O, où elle est la base.

💡 Astuce mémo

H₂O est acide dans H₂O/OH⁻, mais base dans H₃O⁺/H₂O

📖 5. Acides forts et calculs

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide fort : Acide dont la réaction avec l’eau est totale.

★ À maîtriser

• Les acides forts cités sont:

  • l’acide chlorhydrique HCl
  • l’acide nitrique HNO₃
  • l’acide sulfurique H₂SO₄

• Pour cette solution d’acide chlorhydrique, le calcul donne pH = −log(C) = 2,3, égal au pH expérimental.

Compléments

📐 Formule — Pour 0,01 mol de HCl dans 2 L, la concentration vaut $C=\frac{n}{V}=5\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$.

📐 Formule — Pour la réaction totale de HCl avec l’eau, le taux d’avancement vaut $\tau=\frac{x_f}{x_{max}}=1$, soit 100 %.

💡 Astuce mémo

Réaction totale → concentration en H₃O⁺ théorique = expérimentale → acide fort

📖 6. Grandeurs et liaisons chimiques

★ À maîtriser

📐 Formule — Les relations de quantité de matière sont $C=\frac{n}{V}$, $n=\frac{m}{M}$ et $C_m=C\times M$.

Compléments

• Dans une liaison covalente, les électrons sont partagés entre les atomes liés.

• Le chlore est plus électronégatif que l’hydrogène dans la liaison H–Cl.

• L’oxygène possède 6 électrons de valence, le carbone 4 et l’azote 5.

• Dans un acide carboxylique, le groupe carboxyle peut perdre H⁺ et former un ion carboxylate.

📊 Tableaux de synthèse

Acide et base selon Brønsted