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Chap 1 : Réactions acide-base

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Couvre la théorie de Brönsted, les couples acide-base, les espèces amphotères, et la structure des acides carboxyliques et des amines.

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Question

Quelle propriété structurale commune possède une base de Brönsted pour capter un proton ?

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Réponse

Un atome (oxygène ou azote) portant un ou plusieurs doublets non-liants.

Question

Selon Brönsted, qu’est-ce qu’un acide ?

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Réponse

Espèce chimique capable de céder un ou plusieurs ions hydrogène H+H^+.

Question

Quelle est la formule générale d’un acide carboxylique et de sa base conjuguée ?

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Réponse

R−COOHR-COOH pour l'acide, R−COO−R-COO^- pour la base conjuguée (ou R−CO2HR-CO_2H/R−CO2−R-CO_2^-).

Question

Qu’est-ce qu’un couple acide/base selon Brönsted ?

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Réponse

Deux espèces pouvant passer de l'une à l'autre par transfert d'un ion hydrogène H+H^+, noté AH/A−AH/A^- ou BH+/BBH^+/B.

Question

Qu’appelle-t-on une espèce amphotère ?

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Réponse

Espèce pouvant se comporter comme un acide dans un couple et comme une base dans un autre.

Question

Quel est le couple acide/base de l’acide carbonique (dioxyde de carbone dissous) ?

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Réponse

CO2(aq),H2O(l)/HCO3−(aq)CO_2(aq), H_2O(l)/HCO_3^-(aq)

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Fiche de révision

QUELQUES COUPLES ACIDE-BASE

Couples de l'eau

L'eau appartient à deux couples acide-base : H3O+(aq)/H2O(l)H_3O^+(aq)/H_2O(l) (elle y joue le rôle de base conjuguée) et H2O(l)/HO−(aq)H_2O(l)/HO^-(aq) (elle y joue le rôle d'acide conjuguée).

Couple de l'acide carbonique

L'acide carbonique H2CO3(aq)H_2CO_3(aq) se déshydrate facilement en CO2(aq)CO_2(aq) et H2O(l)H_2O(l) ; le couple s'écrit CO2(aq),H2O(l)/HCO3−(aq)CO_2(aq), H_2O(l)/HCO_3^-(aq). L'ion hydrogénocarbonate HCO3−(aq)HCO_3^-(aq) est une espèce amphotère.

CO2(aq)+H2O(l)⇌HCO3−(aq)+H+CO_2(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons HCO_3^-(aq) + H^+

Demi-équation acido-basique du couple $CO_2(aq), H_2O(l)/HCO_3^-(aq)$. **Paramètres :** $CO_2(aq)$ : dioxyde de carbone dissous ; $H_2O(l)$ : eau liquide ; $HCO_3^-(aq)$ : ion hydrogénocarbonate ; $H^+$ : ion hydrogène. **Interprétation :** L'acide carbonique (sous forme $CO_2$ hydraté) cède $H^+$ pour former sa base conjuguée $HCO_3^-$.

Couples des acides carboxyliques

Un acide carboxylique R−COOHR-COOH libère l'hydrogène de la fonction acide pour former un anion carboxylate R−COO−R-COO^- ; le couple est noté R−COOH(aq)/R−COO−(aq)R-COOH(aq)/R-COO^-(aq). RR est un groupe alkyle −CnH2n+1-C_nH_{2n+1} ou un atome HH.

R−COOH(aq)=R−COO−(aq)+H+R-COOH(aq) = R-COO^-(aq) + H^+

Demi-équation générale du couple acide carboxylique / ion carboxylate. **Paramètres :** $R-COOH$ : acide carboxylique, $R-COO^-$ : ion carboxylate. **Interprétation :** L'acide perd un proton pour donner sa base conjuguée.

Couples des amines

Une amine primaire R−NH2R-NH_2 possède un doublet non liant sur l'atome d'azote, ce qui lui permet de capter un ion H+H^+ : c'est une base de Brönsted. Son acide conjugué est l'ion ammonium R−NH3+R-NH_3^+.

R−NH2(aq)+H+=R−NH3+(aq)R-NH_2(aq) + H^+ = R-NH_3^+(aq)

Demi-équation du couple ion ammonium / amine. **Paramètres :** $R-NH_2$ : amine primaire ; $R-NH_3^+$ : ion ammonium. **Interprétation :** La base (amine) capte un proton pour former son acide conjugué.

Espèce amphotère

Une espèce amphotère peut se comporter comme un acide dans un couple et comme une base dans un autre. Exemples : l'eau H2OH_2O et l'ion hydrogénocarbonate HCO3−HCO_3^-.

Structure des acides et des bases

Un acide possède une liaison polarisée entre un atome HH et un atome plus électronégatif (OO, NN, halogène) : la rupture de cette liaison libère H+H^+. Une base possède un atome (OO ou NN) portant un ou plusieurs doublets non liants, capables de combler la lacune électronique de H+H^+.

Acide et base

Un acide de Brönsted cède un ou plusieurs ions H+H^+ (protons) ; une base en capte un ou plusieurs. Exemple : l'acide éthanoïque CH3COOHCH_3COOH cède H+H^+ ; l'ammoniac NH3NH_3 capte H+H^+.

Couple acide/base

Deux espèces forment un couple acide/base si l'on passe de l'une à l'autre par transfert d'un H+H^+. La demi-équation s'écrit acide=base+H+acide = base + H^+, avec les notations AH/A−AH/A^- ou BH+/BBH^+/B.

THEORIE DE BRÖNSTED DES ACIDES ET DES BASES

Couple acide/base

  • Un couple acide/base est formé de deux espèces pouvant passer de l'une à l'autre par transfert d'un ion hydrogène H+H^+.
  • La demi-équation acido-basique s'écrit : acide=base+H+acide = base + H^+.
  • Deux notations générales sont possibles : AH/A−AH / A^- (AH=A−+H+AH = A^- + H^+) ou BH+/BBH^+ / B (BH+=B+H+BH^+ = B + H^+).

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