Fiche de révision : Transformations acide-base

📋 Plan du Cours

1. Acides et bases de Brønsted
2. Couples et espèces amphotères
3. Réactions acide-base
4. Mesure et définition du pH
5. Solutions aqueuses acides et basiques

📖 1. Acides et bases de Brønsted

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide de Brønsted : Johannes BRØNSTED, 1879-1947 — Espèce chimique capable de céder au moins un ion hydrogène H+ et de se transformer en sa base conjuguée.
• Base de Brønsted : Espèce chimique capable de capter au moins un ion hydrogène H+ et de se transformer en son acide conjugué.

★ À maîtriser

📐 Formule — La demi-équation d’un acide AH et de sa base conjuguée A− est $\mathrm{AH(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + H^+}$.

Compléments

• L’acide éthanoïque CH3CO2H(aq) cède H+ et se transforme en ion éthanoate CH3CO2−(aq).

💡 Astuce mémo

Acide = cède H+ ; base = capte H+

📖 2. Couples et espèces amphotères

🔑 Notions clés & Définitions

• Couple acide-base : Réunit un acide et sa base conjuguée, entre lesquels il est possible de passer par transfert d’un ion hydrogène H+.
• Espèce amphotère : À la fois l’acide d’un couple et la base d’un autre couple.

★ À maîtriser

• Les couples acide-base à connaître sont: acide carboxylique/ion carboxylate RCO2H(aq)/RCO2−(aq), ion ammonium/amine RNH3+(aq)/RNH2(aq), acide carbonique/ion hydrogénocarbonate CO2,H2O(aq)/HCO3−(aq), ion hydrogénocarbonate/ion carbonate HCO3−(aq)/CO32−(aq)

Compléments

• L’eau est amphotère : elle est une base dans le couple H3O+/H2O et un acide dans le couple H2O/HO−.

💡 Astuce mémo

Un aller-retour de H+ entre AH et A−

📖 3. Réactions acide-base

★ À maîtriser

• Une réaction acide-base fait réagir l’acide d’un couple avec la base d’un autre couple pour transférer un ion hydrogène.

📐 Formule — La réaction générale entre AH/A− et BH/B− s’écrit $\mathrm{AH(aq) + B^-(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + BH(aq)}$.

📌 Une double flèche ⇄ indique une transformation acide-base non totale, tandis qu’une simple flèche → indique une transformation totale.

Compléments

• La réaction entre HClO(aq) et NH3(aq) produit ClO−(aq) et NH4+(aq) selon HClO(aq) + NH3(aq) ⇄ ClO−(aq) + NH4+(aq).

💡 Astuce mémo

Acide perd H+ → base conjuguée ; autre base gagne H+ → acide conjugué

📖 4. Mesure et définition du pH

🔑 Notions clés & Définitions

• pH : Indicateur d’acidité lié à la présence des ions oxonium H3O+(aq) en solution.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une solution aqueuse diluée, le pH vérifie $\mathrm{pH = -\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)}$ avec $\mathrm{c^\circ = 1\ mol\cdot L^{-1}}$.

📐 Formule — La concentration en ions oxonium se déduit du pH par $\mathrm{[H_3O^+] = c^\circ \times 10^{-pH}}$.

Compléments

• Pour obtenir une valeur fiable du pH, on utilise un pH-mètre étalonné et on exprime le résultat avec une seule décimale.

💡 Astuce mémo

[H3O+] augmente → pH diminue

📖 5. Solutions aqueuses acides et basiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion spectateur : Ions Cl−(aq), NO3−(aq) et Na+(aq) qui n’ont aucun caractère acide ou basique.

★ À maîtriser

• Une solution neutre contient autant d’ions H+ que d’ions HO−, une solution acide contient davantage d’ions H+ que d’ions HO−, et une solution basique contient davantage d’ions HO− que d’ions H+.

Compléments

• Les solutions aqueuses acides étudiées sont:

  • l’acide éthanoïque CH3CO2H(aq)
  • l’acide chlorhydrique H3O+(aq) + Cl−(aq)
  • l’acide nitrique H3O+(aq) + NO3−(aq)

• Les solutions aqueuses basiques étudiées sont l’hydroxyde de sodium Na+(aq) + HO−(aq) et l’ammoniac NH3(aq).

📊 Tableaux de synthèse

Rôles acide-base