1.1. Acides
Un acide est une espèce chimique susceptible de céder un ion hydrogène H⁺Un proton, donc 🙂.
Exemples
1. L'eau, H2O(ℓ), peut céder un proton.
H2O(ℓ) → HO⁻(aq) + H+
2. L'acide carboniqueSe forme lors de la dissolution de CO2 dans l'eau., H2CO3(aq), peut céder un proton.
H2CO3(aq) → HCO3⁻(aq) + H+
3. L'acide éthanoïque...ou acétique. Très présent dans le vinaigre. Acide organique de la famille des acides carboxyliques., CH3 – COOH(aq), peut céder un proton.
CH3 – COOH(aq) → CH3 – COO⁻(aq) + H+
4. L'ion ammonium, NH4+(aq), peut céder un proton.
NH4+(aq) → NH3(aq) + H+
5. L'ion méthylammoniumSa structure est celle d'un ion ammonium NH4+ dans lequel un atome d'hydrogène est remplacé par le groupe méthyle CH3., CH3 – NH3+(aq), peut céder un proton.
CH3 – NH3+(aq) → CH3 – NH2(aq) + H+
6. L'ion oxoniumLes propriétés des acides chlohydrique, nitrique et sulfurique sont dues à sa seule présence (les autres ions sont spectateurs)., H3O+(aq), peut céder un proton.
H3O+(aq) → H2O(ℓ) + H+
1.2. Bases
Une base est une espèce chimique susceptible de capter un ion hydrogène H+.
Exemples
1. L'ion hydroxyde, HO⁻(aq), peut capter un proton.
HO⁻(aq) + H+ → H2O(ℓ)
2. L'ion hydrogénocarbonateNommé aussi bicarbonate.
Le pancréas en sécrète.
🙂, HCO3⁻(aq), peut capter un proton.
HCO3⁻(aq) + H+ → H2CO3(aq)
3. L'ion éthanoate...ou acétate. C'est un ion carboxylate, car il comporte un groupement – COO⁻ CH3 – COO⁻(aq), peut capter un proton.
CH3 – COO⁻(aq) + H+ → CH3 – COOH(aq)
4. L'ammoniac, NH3(aq), peut capter un proton.
NH3(aq) + H+ → NH4+(aq)
5. La méthylaminePlus simple des amines. Dérive de l'ammoniac NH3 dans lequel un atome d'hydrogène est remplacé par le groupe méthyle CH3., CH3 – NH2(aq), peut capter un proton.
CH3 – NH2(aq) + H+ → CH3 – NH3+(aq)
6. L'eauL'eau est une substance amphotère, c'est-à-dire qu'elle est à la fois un acide et une base., H2O(ℓ), peut capter un proton.
H2O(ℓ) + H+ → H3O+(aq)
1.3. Structure des acides et des bases
ACIDE
acides carboxyliques – COOH
exemple de l'acide éthanoïque
BASE
ions carboxylates – COO⁻
exemple de l'ion éthanoate
Après que la molécule d'acide a cédé un proton, on obtient la base (un anion, ici).
Ou l'inverse. Après que l'anion-base a capté un proton, on obtient la molécule d'acide.
ACIDE
ion ammonium et dérivés
exemple de l'ion méthylammonium
BASE
amines
exemple de la méthylamine
Après que le cation d'acide a cédé un proton, on obtient la base (une molécule, ici).
Ou l'inverse. Après que la base a capté un proton, on obtient l'acide (un cation, ici).
Un acideau sens de Brönsted ☝️ possède au moins une liaison polarisée impliquant un atome d'hydrogène.
Une baseau sens de Brönsted ☝️ possède au moins un doublet non liant pouvant combler la lacune électronique d'un ion hydrogène.
Les schémas montrent que les atomes d’oxygène et d’azote portent des doublets non liants. L’ion hydrogène possède une lacune électronique.
Un couple acide-base est formé d'un acide et d'une base pouvant se transformer l'un en l'autre par échange d'un proton H⁺. On le note :
acide / base
Reprenons les deux exemples du § 1.3.
ACIDE
acide éthanoïque
BASE
ion éthanoate
COUPLE ACIDE-BASE
acide éthanoïque / ion éthanoate
CH3 – COOH(aq) / CH3 – COO⁻(aq)
ACIDE
ion méthylammonium
BASE
méthylamine
COUPLE ACIDE-BASE
ion méthylammonium / méthylamine
CH3 – NH3+(aq) / CH3 – NH2(aq)
Un acide et une base sont reliés par une demi-équation :
acide ⇆ base + H⁺
Les deux entités sont appelées acide et base conjuguée.
Remarque :
— Dans l'exercice précédent, on trouve la molécule d'eau dans les acides (base conjuguée : l'ion hydroxyde HO-) et dans les bases (acide conjugué : l'ion oxonium H3O+), appartenant donc à deux couples acide-base différents.
— De même, on y voit l'ion hydrogénocarbonate HCO3- comme acide et comme base. Cet ion est aussi nommé bicarbonate, le préfixe "bi-" rappelant son double caractère acide-base.
Une espèce qui peut se comporter comme un acide ou comme une base est dite amphotère.
Une réaction acide- base est une réaction chimique dans laquelle l’acide d’un couple 1 réagit avec la base d’un autre couple 2.
Il y a un transfert de proton de l'acide 1 vers la base 2.
Si l’acide du couple acide1/base1 réagit avec la base du couple acide2/base 2, la réaction s’écrit :
acide 1 ⇆ base 1 + H+
base 2 + H+ ⇆ acide 2
——————————————
acide1 + base2 ⇆ base1 + acide2
Exemple
On verse quelques gouttes d'une solution de chlorure d'ammonium (NH4+(aq), Cl-(aq)) dans une solution de soude (Na+(aq), HO-(aq)). On observe un dégagement gazeux d'ammoniac NH3. Les ions Na+(aq) et Cl-(aq) sont spectateurs.
