Fiche de révision : Réactions acido-basiques

📋 Plan du Cours

1. Acides, bases et couples conjugués
2. Réactions avec l’eau
3. pH et produit ionique de l’eau
4. Prédominance et pKa

📖 1. Acides, bases et couples conjugués

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide : Espèce chimique capable de céder un ou plusieurs protons H⁺.
• Base : Espèce chimique capable de gagner un ou plusieurs protons H⁺.
• Couple acide/base : Deux espèces conjuguées qui se transforment l’une en l’autre par transfert d’un proton H⁺ forment un couple acide/base noté acide/base, comme CH₃COOH/CH₃COO⁻.

★ À maîtriser

📐 Formule — La demi-équation acido-basique d’un couple s’écrit sous la forme $\mathrm{AH \rightarrow A^- + H^+}$.

Compléments

• Les couples acide/base cités sont H₂O/HO⁻, H₃O⁺/H₂O, CH₃NH₃⁺/CH₃NH₂, HNO₃/NO₃⁻, H₂SO₄/HSO₄⁻, HCO₃⁻/CO₃²⁻, H₂S/HS⁻, HS⁻/S²⁻, H₂SO₄/SO₄²⁻, H₃CO₃/HCO₃⁻, C₂H₅OH/C₂H₅O⁻ et H₂PO₄⁻/HPO₄⁻.

💡 Astuce mémo

Acide = cède H⁺ ; base = gagne H⁺.

📖 2. Réactions avec l’eau

★ À maîtriser

📌 Une réaction totale s’écrit avec une flèche simple, se déroule dans un seul sens et le réactif limitant a complètement disparu en fin de réaction, tandis qu’un équilibre chimique s’écrit avec une double flèche, peut se dérouler dans les deux sens et laisse les quatre espèces dans le milieu réactionnel.

📌 Un acide fort réagit totalement avec l’eau selon AH(aq) + H₂O(l) → A⁻(aq) + H₃O⁺(aq), tandis qu’un acide faible réagit selon un équilibre AH(aq) + H₂O(l) ⇌ A⁻(aq) + H₃O⁺(aq).

📐 Formule — L’autoprotolyse de l’eau est un équilibre chimique décrit par $\mathrm{H_2O(l) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + HO^-(aq)}$.

Compléments

• L’acide chlorhydrique HCl(g) réagit totalement avec l’eau selon HCl(g) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + Cl⁻(aq).

• L’acide éthanoïque CH₃COOH réagit non totalement avec l’eau selon CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺.

• L’ammoniac NH₃ réagit non totalement avec l’eau selon NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + HO⁻.

💡 Astuce mémo

Flèche simple = réaction totale ; double flèche = équilibre.

📖 3. pH et produit ionique de l’eau

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le pH et la concentration en ions oxonium sont reliés par $\mathrm{pH = -\log([H_3O^+])}$ et $\mathrm{[H_3O^+] = 10^{-pH}}$.

📐 Formule — Le produit ionique de l’eau vérifie $\mathrm{K_e = [H_3O^+] \times [HO^-]}$.

📌 Une solution acide a un pH inférieur à 7 et une concentration [H₃O⁺] supérieure à [OH⁻], une solution basique a un pH supérieur à 7 et [H₃O⁺] inférieure à [OH⁻], tandis qu’une solution neutre a un pH égal à 7 et des concentrations [H₃O⁺] et [OH⁻] égales.

💡 Astuce mémo

[H₃O⁺] augmente → pH diminue ; [HO⁻] augmente → pH augmente.

📖 4. Prédominance et pKa

🔑 Notions clés & Définitions

• pKa : Grandeur caractéristique du couple.

📝 Points essentiels

• Un diagramme de prédominance permet d’identifier l’espèce prédominante d’un couple acide/base faibles en fonction du pH du milieu et du pKa du couple.