Fiche de révision : Réactions acido-basiques

📋 Plan du Cours

1. Définitions et réactions acido-basiques
2. Polarisation des liaisons hydrogène
3. Eau ampholyte et autoprotolyse
4. Acide carbonique et ions carbonatés
5. Acides carboxyliques et amines

📖 1. Définitions et réactions acido-basiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide : Entité chimique, molécule ou ion, susceptible de céder un ion H⁺ au cours d’une réaction chimique.
• Base : Entité chimique, molécule ou ion, susceptible de capter un ion H⁺ au cours d’une réaction chimique.
• Couple acide-base : Un couple acide-base réunit deux entités qui se transforment l’une en l’autre par perte ou gain d’un ion H⁺ ; ses formes acide et basique sont conjuguées.
• Réaction acido-basique : Réaction chimique au cours de laquelle un ion H⁺ est échangé entre un acide et une base, et les produits sont les formes conjuguées des réactifs.

★ À maîtriser

📐 Formule - La demi-équation d’un couple acide-base s’écrit $\mathrm{HA \rightleftharpoons A^- + H^+}$.

Compléments

• La réaction entre l’ammoniaque et les ions oxonium s’écrit $\mathrm{NH_3 + H_3O^+ \rightleftharpoons NH_4^+ + H_2O}$.

💡 Astuce mémo

L’acide cède H⁺, la base le capte, puis les conjugués se forment.

📖 2. Polarisation des liaisons hydrogène

★ À maîtriser

📌 Pour libérer un ion H⁺, la liaison entre l’hydrogène et le reste de la molécule doit être fortement polarisée, de sorte que l’hydrogène porte une charge partielle positive.

Compléments

• Plus la liaison R—H est polarisée, plus l’ion H⁺ est facilement libéré et capté par une base.

💡 Astuce mémo

Liaison R—H plus polarisée → H⁺ libéré plus facilement.

📖 3. Eau ampholyte et autoprotolyse

🔑 Notions clés & Définitions

• Ampholyte : Entité chimique capable de jouer le rôle d’un acide ou d’une base, comme la molécule d’eau.

★ À maîtriser

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

📐 Formule - L’autoprotolyse de l’eau s’écrit $\mathrm{2H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + OH^-(aq)}$.

Compléments

• Toutes les solutions aqueuses contiennent des ions oxonium H₃O⁺ et hydroxyde OH⁻ en proportions variables.

💡 Astuce mémo

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

📖 4. Acide carbonique et ions carbonatés

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce amphotère : Espèce qui peut agir à la fois comme un acide et comme une base ; l’ion hydrogénocarbonate HCO₃⁻ en est un exemple.

★ À maîtriser

• L’acide carbonique H₂CO₃, instable, se forme lors de la dissolution du dioxyde de carbone CO₂ dans l’eau selon $\mathrm{CO_2(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq)}$.

📌 L’acide carbonique H₂CO₃ a pour base conjuguée l’ion hydrogénocarbonate HCO₃⁻, lui-même acide dont la base conjuguée est l’ion carbonate CO₃²⁻.

Compléments

📐 Formule - Les demi-équations des couples carbonatés sont $\mathrm{H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+}$ et $\mathrm{HCO_3^- \rightleftharpoons CO_3^{2-} + H^+}$.

💡 Astuce mémo

H₂CO₃ → HCO₃⁻ → CO₃²⁻ : l’hydrogénocarbonate est l’intermédiaire.

📖 5. Acides carboxyliques et amines

🔑 Notions clés & Définitions

• Amine : Molécule azotée obtenue en remplaçant un, deux ou trois atomes d’hydrogène de l’ammoniac NH₃ par un, deux ou trois groupes alkyles R.

★ À maîtriser

📐 Formule - Les acides carboxyliques forment des couples acide-base de la forme $\mathrm{R{-}COOH(aq)/R{-}COO^-(aq)}$.

📌 Le doublet non liant de l’azote permet à une amine de capter H⁺ ; après cette capture, l’azote porte une charge positive.

Compléments

• Dans un acide carboxylique, l’atome d’hydrogène susceptible d’être libéré est lié à un atome d’oxygène, plus électronégatif que l’hydrogène.

📌 Pour nommer la base conjuguée, l’ion carboxylate, on supprime le mot « acide » et on remplace la terminaison « -oïque » ou « -ique » par « -ate ».

• L’acide butanoïque donne l’ion butanoate comme base conjuguée.

📐 Formule - Les amines forment des couples acide-base de la forme $\mathrm{R{-}NH_3^+(aq)/R{-}NH_2(aq)}$.

💡 Astuce mémo

Le carboxylique cède H⁺ ; l’amine capte H⁺.