Auteur: Dupont P. A.R. Quiévrain Résumé de la démarche expérimentale conduisant à la définition des notions d’acide et de base selon la théorie de Bronstëd - Lowry Auteur: Dupont P. A.R. Quiévrain

de chlorure d ’hydrogène 25% Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 1 Air On verse une solution de chlorure d ’hydrogène concentrée dans un flacon laveur (Flacon A) et de l’eau distillée dans un autre (Flacon B). HCl(g) HCl(g) On connecte les deux flacons avec un bout de tuyau. Air On insuffle de l’air dans le premier flacon laveur, l’air chasse le HCl(g) vers le deuxième flacon, il barbote ainsi dans l’eau distillée. Flacon A: Solution de chlorure d ’hydrogène 25% Flacon B: Eau distillée

Apparition d ’un précipité blanc: Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 2 On verse l’eau qui a subi un barbotage de HCl(g) dans deux tubes à essais. Flacon compte-gouttes contenant du méthyl orange Flacon compte-gouttes contenant une solution de nitrate d ’argent Flacon B: Eau distillée ayant subi un barbotage de HCl(g) Apparition d ’un précipité blanc: ce test révèle la présence de l’ion Cl- Virage du méthyl orange: ce test révèle la présence de l’ion H3O+

Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 3 Interprétation de l ’expérience réalisée: La rencontre entre HCl(g) et H2O(l), se solde par une réaction chimique au cours de laquelle il y a formation d ’ions. Cette réaction peut être traduite par l ’équation chimique suivante: HCl(g) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl- (aq) Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur vers un accepteur HCl(g) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl- (aq) Perte d ’un H+ Gain d ’un H+

Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 1 Air On verse une solution d’ammoniaque concentrée dans un flacon laveur (Flacon A) et de l’eau distillée dans un autre (Flacon B). NH3(g) NH3(g) On connecte les deux flacons avec un bout de tuyau. Air On insuffle de l’air dans le premier flacon laveur, l’air chasse le NH3(g) vers le deuxième flacon, il barbotte ainsi dans l’eau distillée. Flacon A: Solution d’ammoniaque 25% Flacon B: Eau distillée

Apparition d ’un précipité orange: Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 2 On verse l’eau qui a subi un barbotage de NH3(g) dans deux tubes à essais. Flacon compte-gouttes contenant de la phénolphtaléine Flacon compte-gouttes contenant du réactif de Nessler Flacon B: Eau distillée ayant subi un barbotage de NH3(g) Apparition d ’un précipité orange: ce test révèle la présence de l’ion NH4+ Virage de la  : ce test révèle la présence de l’ion OH-

Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 3 Interprétation de l ’expérience réalisée: La rencontre entre NH3(g) et H2O(l), se solde par une réaction chimique au cours de laquelle il y a formation d ’ions. Cette réaction peut être traduite par l ’équation chimique suivante: NH3(g) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH- (aq) Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur vers un accepteur NH3(g) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH- (aq) Perte d ’un H+ Gain d ’un H+

de chlorure d ’hydrogène 25% Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 1 Air HCl(g) Fumées blanches HCl(g) NH3(g) Air Flacon B: Solution d’ammoniaque 25% Flacon A: Solution de chlorure d ’hydrogène 25%

Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 2 Solution résultant du barbotage des fumées blanches Solution résultant du barbotage des fumées blanches Flacon compte-gouttes contenant du Réactif de Nessler Flacon compte-gouttes contenant du nitrate d ’argent Apparition d ’un précipité blanc. Ce test révèle la présence de l ’ion Cl- Apparition d ’un précipité orange. Ce test révèle la présence de l ’ion NH4+

Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 3 Interprétation de l ’expérience réalisée: La rencontre entre HCl(g) et NH3(g), se solde par une réaction chimique au cours de laquelle il y a formation de particules solides blanches (fumées blanches). Il s  ’agit d ’un composé ionique soluble dans l ’eau. Cette réaction peut être traduite par l ’équation chimique suivante: H2O HCl(g) + NH3(g)  NH4Cl(s)  NH4+(aq) + Cl- (aq) Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur vers un accepteur HCl(g) + NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq) Perte d ’un H+ Gain d ’un H+

HCl(g) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl- (aq) Synthèse Nous avons étudié expérimentalement 3 réactions chimiques au cours desquelles nous avons mis en évidence des transferts d ’entités H+ Perte d ’un H+ HCl(g) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl- (aq) Gain d ’un H+ Perte d ’un H+ NH3(g) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH- (aq) Gain d ’un H+ Perte d ’un H+ HCl(g) + NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq) Gain d ’un H+

Synthèse 2 Selon la théorie de Bronstëd-Lowry: On appelle acide toute substance qui au cours d ’une réaction chimique perd (donne)une entité H+ Exemple: HCl(g) H+ (aq) + Cl- (aq) On appelle base toute substance qui au cours d ’une réaction chimique acquiert(reçoit) une entité H+ Exemple: NH3(g) + H+ (aq)  NH4+(aq) On appelle ampholyte toute substance qui en fonction des circonstances aura un comportement chimique, acide ou basique. Exemple: H2O(l) H+ (aq) + OH- (aq) H2O(l) + H+ (aq)  H3O+(aq)

Synthèse 3 Selon la théorie de Bronstëd-Lowry: La neutralisaton, ou réaction entre un acide et une base, est une réaction chimique au cours de laquelle, on assiste à un transfert d ’entité H+ de l ’acide vers la base. Exemple: HCl(g) H+ (aq) + Cl- (aq) NH3(g) + H+ (aq)  NH4+(aq) ____________________________ HCl(g) + NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq)

La notion de couple acide/base conjugués 1 Expérience 1 Cette expérience a permis de mettre en évidence la réaction chimique: NH3(g) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH- (aq)

La notion de couple acide/base conjugués 2 Expérience 2 NH3(g) NH4Cl(s) NaOH(s) NaCl(aq) + H2O(l) Cette expérience a permis de mettre en évidence la réaction chimique: NH4Cl (s) + NaOH (s)  NH3(g) + NaCl (aq) + H2O(l)

La notion de couple acide/base conjugués 3 Gain d ’un H+ NH3(g) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH- (aq) Base Acide Perte d ’un H+ Les deux réactions étudiées: NH4+ Cl- (s) + Na + OH - (s)  NH3(g) + Na + Cl - (aq) + H2O(l) Acide Base Perte d ’un H+ Gain d ’un H+ NH3(g) + H+  NH4+(aq) Base NH4+(aq)  NH3(g) + H+ Acide H2O(l) OH- (aq)+ H+ Acide OH- (aq)+ H+  H2O(l) Base Nous apprennent que: et que:

La notion de couple acide/base conjugués 4 Nous pouvons regrouper ces équations chimiques sous la forme: H2O(l)  OH- (aq)+ H+ Acide Base NH4+(aq)  NH3(g) + H+ Acide Base Ce que nous interprétons par: Tout acide qui réagit donne naissance à une base et vice versa. Un acide forme avec la base qu’il génère un couple acide-base conjugués qui se notera d ’une manière générale: Acide  Base + H+ ou encore: Acide/Base OH- H2O NH3 NH4+