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1ST2S Chapitre 5 acides et bases I. Le pH d'une solution 1. Les différentes solutions
Le pH d'une solution, noté ......................., est un nombre
..................................... compris entre
................................. qui permet de classer les solutions
acides,neutres ou basiques.
A 25°C, une solution est :
........................................................................
..................................................
........................................................................
..................................................
........................................................................
..................................................
2. Mesure du pH
Le pH se mesure soit avec du ..........................................
(qui donne une indication du pH à une ou deux unité près), soit avec un
..........................................qui est un appareil qui donne la
valeur du pH à une décimale près.
3. Calcul du pH
Le pH d'une solution est relié à la concentration molaire en ions oxonium
..............................de la solution par la relation :
..............................................................................
...... Exemple : calculer le pH des solutions suivantes : (on donne pour chaque
solution, la concentration en ion H3O+ )
Solution 1 : [H3O+]=2(10-3mol/L :
..............................................................................
....................................................................
Solution 2 : [H3O+]=2(10-5mol/L :
..............................................................................
....................................................................
Solution 3 : [H3O+]=1(10-7mol/L :
..............................................................................
....................................................................
Solution 4 : [H3O+]=5(10-9mol/L :
..............................................................................
....................................................................
Conclusion : Plus le pH est élevé, plus la concentration en ions oxonium
est .................................................. Remarque : Si on connait le pH d'une solution, on peut calculer sa
concentration en ions oxonium par la relation inverse de la précédente :
.............................................................
Exemple : calculer la concentration en ions oxonium d'une solution de pH=9
..............................................................................
................................................................... II. Produit ionique de l'eau 1. Définition
L'eau (...................), même pure, contient toujours des ions oxonium
.........................et des ions hydroxyde ..............
Le produit ionique de l'eau est
..............................................................................
.... Il vaut ............................... à 25°C. Exemple1: calculer la concentration en ion hydroxyde [HO-] d'une solution
dont la concentration en ions oxonium est [H3O+]=2(10-
9mol/L .....................................................................
............................................................................
. Exemple 2 : On dispose d'une solution de pH = 3 ; calculer [H3O+], puis [HO-
].
..............................................................................
..............................................................................
...................................
..............................................................................
..............................................................................
...................................
Exemple 3 : même question pour une solution de pH=7
..............................................................................
..............................................................................
...................................
..............................................................................
..............................................................................
...................................
Exemple 4: même question pour une solution de pH=10
..............................................................................
..............................................................................
...................................
..............................................................................
..............................................................................
...................................
Conclusion : Plus le pH est élevé, plus la concentration en ions oxonium
[H3O+] est ..........................................et plus la
concentration en ions hydroxyde[HO-] est ......................... 2. Diagramme récapitulatif
III. Acides et bases 1. Définitions
Un ............................................... est une espèce chimique
pouvant .................................. un ion ........... (proton)
Une ........................................... est une espèce chimique
pouvant ................................... un ion ...........(proton) Lorsqu'un acide cède son proton, il se transforme en une base que l'on
appelle sa base .....................................
Les deux espèces forment un
..............................................................................
.................
Elles sont reliées par une équation du type : Acide = Base + H+ qu'on
appelle « demi-équation » du couple Exemple : Donner la formule semi-développée de l'acide éthanoïque :
....................................................................
Sachant que l'ion H+ est perdu par le groupement carboxyle, donner la
formule semi-développée de sa base conjuguée (appelée ion éthanoate) :
..............................................................................
....................................................
Ecrire le couple acido-basique :
..............................................................................
.............................................................
Ecrire la demi-équation. :
..............................................................................
......................................................................... Remarque : on utilise souvent la notation générale AH pour un acide et A-
pour sa base conjuguée.
Le couple s'écrit alors :........................................... et la
demi-équation :
........................................................................ Exercice : compléter le tableau suivant
|Acide |Base |Couple |Demi-équation |
|CH3COOH | | | |
| |HCOO- | | |
|H2O | | | |
| | | |H3O+ = H2O + H+ |
| | | |NH3 + H+ = NH4+ |
| |CO32- | | |
| |C6H5COO- | | |
| |ClO- | | |
|HCN | | | | 2. exemples de couples acido-basiques. a. Couples de l'eau : L'eau est présente dans deux couples acido-basiques.
Elle a la particularité de pouvoir être à la fois : - un acide (dans le
couple .................................................................)
- et une base (dans le couple
...........................................................).
On dit que c'est une espèce
.................................................................... ou un
..................................................................
b. Les acides carboxyliques (R-COOH) ont pour base conjuguée les ions
carboxylates (...................................). C'est toujours
l'élément hydrogène du groupement carboxyle qui « part ». 3. Force des acides et des bases a. Réaction entre un acide et l'eau.
. Lorsqu'on met un acide (AH) dans de l'eau (H2O), il se produit une
réaction acido-basique :
.......................................................................
....................................................................
. Pour un acide fort (acide chlorhydrique, acide nitrique), cette
réaction est totale : tout l'acide (exemple HCl) se dissocie
immédiatement dans l'eau selon l'équation :
.......................................................................
...................
Il n'y a donc plus d'acide HCl, mais uniquement des ions
.............. et des ions ..............
Si l'acide avait pour concentration c en mol/L. (ex : 0,01 mol/L),
alors, la solution aura une concentration en ions oxonium égale à c :
............................................ .
On pourra donc calculer son pH :
.............................................................
. Pour les acides faibles (acide lactique, acides carboxyliques), cette
réaction n'est pas totale.
Si l'acide avait pour concentration c en mol/L, alors, la solution aura
une concentration en ions oxonium .................................. à
c : ............................................ . On aura alors
................................................................. . Conclusion : si, pour une solution d'acide de concentration c, on a la
relation .................................., alors il s'agit d'un
acide ............................... Sinon, c'est un acide
.............................................. Exemple : On dispose d'une solution d'acide de concentration c=1,5(10-
2mol/L. A l'aide d'un pHmètre, on trouve pH=2,