REACTIONS ACIDO-BASIQUES Compétences exigibles: • reconnaitre un acide, une base selon la théorie de Bronsted • utiliser des symbolismes dans l’écriture des réactions chimiques pour rendre compte des situations observées • identifier l’espèce prédominante d’un couple acide-base connaissant le pH du milieu et le pKa du couple • calculer le pH d’une solution aqueuse d’acide fort ou de base forte de concentration usuelle •extraire et exploiter des informations pour montrer l’importance du contrôle du pH dans un milieu biologique • mesurer le pH d’une solution aqueuse • mettre en œuvre une démarche expérimentale pour déterminer une constante d’acidité • réaction entre un acide fort et une base forte: mettre en évidence l’influence des quantités de matière mises en jeu sur l’élévation de la température observée

1. Le pH et sa mesure Définition Le pH d’une solution aqueuse diluée est : pH= -log [H3O+] Réciproquement : [H3O+]= 10-pH en mol.L-1

2. Notion d’équilibre chimique b) Mesure Pour mesurer le pH d’une solution, un pH-mètre doit être préalablement étalonné avec des solutions étalons de pH connu. 2. Notion d’équilibre chimique Équilibre chimique • Un système chimique atteint un état d’équilibre chimique lorsque, dans l’état final, les réactifs et les produits sont simultanément présents.

L’équation de la réaction s’écrit alors avec une double flèche et xf<xmax • La double flèche traduit le fait que deux réactions, inverse l’une de l’autre, peuvent se produire simultanément dans le système. b) Réaction totale • Lors d’une réaction totale, le réactif limitant est totalement consommé. • l’équation de la réaction s’écrit alors avec une simple flèche et xf=xmax

3. Acide et base selon Bronsted Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H+. b) Base Une base est une espèce chimique capable de capter un proton H+. c) Couple acide-base Un couple acide-base HA/A- est défini par la demi-équation acido- basique:

L’eau est la base du couple H3O+(aq)/H2O(l) et l’acide du couple H2O(l)/OH-. On dit que l’eau est un ampholyte.

d) Réaction acido-basique Une réaction acido-basique est un transfert de protons entre deux couples acide/base HA1/A1- et HA2/A2- e) Acide faible Un acide HA est faible si sa réaction avec l’eau n’est pas totale: f) Base faible Une base A- est faible si sa réaction avec l’eau n’est pas totale:

4. Constante d’acidité Ka et pKa Produit ionique de l’eau • la réaction d’autoprotolyse de l’eau est très limitée:

b) Produit ionique de l’eau • Le produit ionique de l’eau est défini par: • A 25°C, pour toute solution aqueuse: c) Constante d’acidité Ka Soit un couple HA(aq)/A- (aq) associé à la réaction d’équation:

c) pKa

d) Domaines de prédominance

5. Acide fort base forte Acide fort • Un acide HA est fort dans l’eau si sa réaction avec l’eau est totale: • Pour une solution diluée d’acide fort de concentration C: pH= -log C b) Base forte • Une base A- est forte dans l’eau si sa réaction avec l’eau est totale:

Pour une solution diluée de base forte de concentration C: pH=pKe+log C et pH=14+log C à 25°C c) Réaction acide fort-base forte • • la réaction entre un acide fort et une base forte libère de l’énergie thermique et s’accompagne donc d’une élévation de température. • l’énergie thermique libérée par la réaction est d’autant plus grande que les quantités de matière mises en jeu sont importantes.