Réaction acido-basique

1. Acide et base, définitions

La théorie de Bronsted-Lowry définit les acides et les bases :

Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H⁺.
Une base est une espèce chimique capable de capter un proton H⁺

Astuce mnémotechnique : aciDE céDE.

2. Couple acide / base

Deux espèces chimiques forment un couple acide / base s'il est possible de passer de l'un à l'autre par perte ou gain d'un proton H⁺.

Exemple de couple acide / base : NH₄⁺ / NH₃

Voici quelques couples acide / base à connaitre :

3. Demi-équation acido-basique

Reprenons l'exemple du couple NH₄⁺ / NH₃. La demi-équation qui permet de relier l'acide à la base s'écrit :
NH₄⁺ = NH₃ + H⁺
Plus généralement, si nous posons que :

• AH est un acide, et que
• A^- est une base.

La demi-équation acido-basique s'écrit : AH = A^- + H⁺

On dit aussi que AH est l'acide conjugué de A^- ou, A^- est la base conjuguée de AH.

Exercice :
Cherchez parmi les molécules (HClO, SO₄^2-, HPO₄^2-, ClO^-, PO₄^3-, HSO₄^-, H₂SO₄)
celles qui forment un couple acide / base.

4. Couple acido-basique de l'eau

• L'eau peut se comporter comme une base lorsqu'elle capte un proton : H₂O + H⁺   →   H₃O⁺
  Elle appartient alors au couple : H₃O⁺ / H₂O

• L'eau peut se comporter comme un acide lorsqu'elle cède un proton : H₂O   →   HO^- + H⁺
  Elle appartient alors au couple : H₂O / HO^-

En conclusion l'eau peut se comporter à la fois comme une base, ou comme un acide. On dit que l'eau est une espèce emphotère, ou que l'eau est un ampholyte. D'autres espèces chimiques possèdent ce caractère amphotère.

5. Réactions acido-basique en solution aqueuse

Une réaction acido-basique en milieux aqueux met en relation deux couples notés :
acide 1 / base 1   et   acide 2 / base 2

Si on sait que l'acide 1 réagit avec la base 2, alors on peut déterminer l'équation de la réaction en additionnant les deux demi-équations.

Exemple :

On verse de l'acide acétique CH₃COOH dans une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium NaOH.
Ecrire l'équation de réaction acido-basique.

CH₃COOH = CH₃COO^- + H⁺
Dans l'eau, NaOH donne les ions Na⁺ et HO^-. Ce dernier représente la base 2. Ecrivons la demi équation : H₂O + H⁺ = HO^-
L'équation complète est donc :

Exercice :
Dans un bécher, on verse de la soude en solution aqueuse, puis de l'acide chlorhydrique. Lors du mélange on observe une élévation de température ce qui montre qu'il y a eu une réaction chimique.
a) Quels sont les ions contenus dans cette solution ?
b) Quels sont les couples acido-basique en présence ?
c) Ecrire les demi-équations protoniques associées.
d) Ecrire l'équation complète de la réaction.
e) Existe-t-il des ions spectateurs ?