Réactions chimiques acido-basiques


Présentation


Expérience

Vidéo :

Questions :
  1. De quoi témoigne l'élévation de la température du ballon ?
  2. D'après le tableau suivant, que pouvez-vous dire de l'évolution du pH de la solution aqueuse une fois que l'ammoniac se dissout et réagit avec l'eau ?
  3. Par conséquent, l'ammoniac est-il une base ou un acide ?
  4. Comment expliquer le jaillisement de l'eau dans la 1re expérience et la contraction du ballon dans la 2e ?
  5. Quelle est l'équation de la réaction de l'ammoniac avec l'eau ?

Simulation

Testez la simulation et répondez aux questions suivantes :


Questions :
  1. Comment évolue le pH lorsqu'on dilue la solution ? Vers quelle valeur tend-il ?

  2. Comment évolue le rapport [HX3OX+][HOX−]\displaystyle\frac{\ce{[H3O+]}}{\ce{[HO-]}} lorsqu'on dilue la solution ? Vers quelle valeur tend-il ?

  3. Que vaut le ratio [HX3OX+][HOX−]\displaystyle \frac{\ce{[H3O+]}}{\ce{[HO-]}} lorsque le pH vaut 4 ? Et lorsque le pH vaut 10 ?

  4. Que vaut le produit [HX3OX+]×[HOX−]\ce{[H3O+]}\times \ce{[HO-]} lorsque le pH vaut 3 ? Lorsqu'il vaut 7 ? Et lorsqu'il vaut 12 ?
    Que pouvez-vous déduire sur la grandeur Ke=[HX3OX+]×[HOX−]K_e = \ce{[H3O+]}\times \ce{[HO-]} appelée produit d'autoprotolyse de l'eau ?

  5. Déterminer [HX3OX+]\ce{[H3O+]} lorsque le pH vaut 3,5 grâce à la simulation et vérifier par le calcul. En déduire [HOX−]\ce{[HO-]} grâce à la question précédente.

  6. Déterminer le pH lorsque [HX3OX+]=2×10−9 mol ⋅ L−1\ce{[H3O+]}=\pu{2E-9 mol*L-1} grâce à la simulation. Vérifier par le calcul.

Savoir et savoir faire

coeur

Identifier un acide par sa capacité à céder un ion HX+\ce{H+}, en déduire la base conjuguée.

Écrire l’équation de la réaction entre un acide et une base à partir des couples acide-base.

Calculer un pH à partir de [HX3OX+]\ce{[H3O+]} et inversement, calculer [HX3OX+]\ce{[H3O+]} à partir d’un pH.

Savoir comment évolue le pH lors d’une dilution.

info

La précision d’une mesure au pH-mètre est d’un chiffre après la virgule (0,1 unité de pH). Conséquence : on ne note jamais un pH avec plus d’un chiffre après la virgule.
⚠️ La concentration en ions oxonium [HX3OX+]\ce{[H3O+]} déduite d’une mesure de pH est toujours donnée avec 2 chiffres significatifs, même lorsque la mesure de pH en comporte 3.

piege

Attention à bien écrire pH, petit p, grand H, pour “potentiel Hydrogène”.

piege

Une solution aqueuse peut-être acide (pH < 7) alors qu’une base est le soluté majoritaire dans la solution et inversement.
Par exemple, l’espèce majoritaire dans une solution contenant le couple (CHX3COOH/CHX3COOX−)\ce{(CH3COOH/CH3COO^-)} est la base CHX3COOX−\ce{CH3COO-} si le pH vaut 5,5 !
Mais ajouter un acide dans la solution fera toujours ➘ le pH alors qu’ajouter une base le fera ➚.

piege

HX3OX+\ce{H3O^+} et HX+(aq)\ce{H^+(aq)} désignent la même chose !
Pour une réaction acidobasique dans l’eau on utilise HX3OX+\ce{H3O+}, mais pour une réation d’oxydoréduction dans l’eau, on utilise plus souvent HX+(aq)\ce{H^+(aq)}. Dans ce cas, on a pH=−log⁡(HX+(aq))\text{pH}=-\log(\ce{H^+(aq)}).


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