Transformations acide-base et pH
Résumé de cours
Transformations acide-base et pH Physique-Chimie · Tle · Les Génies des Sciences · geniesdessciences.com
Ce résumé condense l’exigible du chapitre. Tout repose sur une seule idée : une réaction acide-base est un transfert d’ion hydrogène H+.
Acide, base : la définition de Brønsted
Un acide
Espèce capable de céder un ion hydrogène H+.
Exemples : CH₃COOH, H₃O⁺, R−NH₃⁺.
Une base
Espèce capable de capter un ion hydrogène H+.
Exemples : HO⁻, NH₃, R−COO⁻. Une base n’est pas forcément un anion : NH₃ est neutre.
Un acide et sa base conjuguée forment un couple acide/base AH / A−, reliés par la demi-équation :
Demi-équation d’un couple
Le signe = (et non une flèche) signale une demi-équation : elle ne décrit pas une réaction réelle, elle définit le couple.
Les couples à connaître par cœur
- L’eau, des deux côtés : H₃O⁺/H₂O et H₂O/HO⁻ — l’eau est amphotère (elle appartient à deux couples, tantôt acide, tantôt base). Autres espèces amphotères classiques : HCO₃⁻ et les acides α-aminés.
- L’acide carbonique : CO₂,H₂O / HCO₃⁻.
- Les acides carboxyliques : R−COOH / R−COO⁻ (carboxylate).
- Les amines : R−NH₃⁺ (ammonium) / R−NH₂.
Il faut savoir représenter le schéma de Lewis et la formule semi-développée de ces quatre familles organiques.
La réaction acide-base
L’ion H+ passe de l’acide d’un couple vers la base d’un autre couple. L’équation s’obtient en additionnant les deux demi-équations, celle de la base étant inversée :
Équation de la réaction
L’acide du couple 1 cède son H⁺ à la base du couple 2. L’ion H⁺ n’apparaît jamais dans le bilan final.
Deux vérifications systématiques
La conservation des éléments ET la conservation des charges. L’ion H⁺ n’existe pas libre en solution aqueuse : il est aussitôt capté par l’eau sous forme H₃O⁺.
Le pH
Le pH mesure l’acidité d’une solution : c’est une grandeur sans unité, reliée à la concentration en ions oxonium H₃O⁺.
Du pH à la concentration
c° = 1 mol·L⁻¹ (concentration standard). [H₃O⁺] en mol·L⁻¹.
De la concentration au pH
Le logarithme décimal impose de diviser par c° : on ne prend jamais le log d’une grandeur avec unité.
L’ordre de grandeur à avoir en tête
Une unité de pH = un facteur 10 sur [H₃O⁺]. Passer de pH 5 à pH 3, c’est multiplier la concentration en ions oxonium par 100. Et plus le pH est petit, plus la solution est acide.