LES REACTIONS ACIDO-BASIQUES.
Introduction :
I. Notion d’acide et de base selon Bronsted.
1- Exemple de réaction acido-basique:
* Réaction entre l’acide nitrique et l’eau:
La réaction entre l’acide nitrique $mathrm{HNO}_3$ et l’eau produit des ions nitrate $mathrm{NO}_3^{-}$et des ions oxonium $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$selon la réaction suivante :
$$
mathrm{HNO}_{3(l)}+mathrm{H}_2 mathrm{O}_{(l)} rightarrow mathrm{NO}_{3(a q)}^{-}+mathrm{H}_3 O_{(a q)}^{+}
$$
* On constate au cours de cette réaction que l’espèce chimique $mathrm{HNO}_3$ a perdu un proton $mathrm{H}^{+}$alors que l’espèce $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ a gagné ce proton.
$*$ Définition:
Une réaction d’acido-basique est caractérisée par un transfert de proton $H^{+}$entre un acide est une base.
2-Définition de l’acide et de la base selon Bronsted
On appelle acide une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} ; mathrm{NH}_4^{+} ; mathrm{HCOOH} .
$$
On appelle base une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{NH}_3 ; mathrm{HCOO}^{-}
$$
II. Couples acide / base
1-Définition:
Deux espèces chimiques constituent un couple acide / base s’il est possible de passer de l’un à l’autre par perte ou gain d’un proton $H^{+}$.
Exemples:
acide/base $quad mathrm{NH}_4^{+} / mathrm{NH}_3 quad ; quad mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$
2-Demi-équation acido-basique:
Soit $A H / A^{-}$un couple acide/base.
Si $A H$ est l’un des réactifs il va donner sa base conjuguée : $A H rightarrow A^{-}+H^{+}$
Si $A^{-}$est l’un des réactifs il va donner son acide conjugué : $A^{-}+H^{+} rightarrow A H$
La demi-équation du coupleacide/base $A H / A^{-}$s’écrit :
$$
A H rightleftarrows A^{-}+H^{+}
$$
Exemple:
$$
underset{text { ion ammonium }}{mathrm{NH}_4^{+}} rightleftarrows underset{text { ammoniac }}{ } underset{mathrm{NH}_3}{ }+mathrm{H}^{+}
$$
3-Couples acide-base de l’eau:
L’eau a des propriétés acido-basiques :
*c’est un acide : $quad mathrm{H}_2 mathrm{O} rightleftarrows mathrm{HO}^{-}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydroxyde
*c’est une base : $quad mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydronium
4- Notion d’ampholyte:
L’eau se comporte comme un acide dans le couple $mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-}$et comme une base dans le couple $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$, on l’appelle ampholyte (ou amphotère).
III. L’équation chimique d’une réaction acido-basique.
Si l’acide $A_1 H$ réagit avec la base $A_2^{-}$, On écrit directement les demi-équations dans le sens où elles se produisent.
$$
begin{aligned}
& A_1 H rightleftarrows A_1^{-}+H^{+} \
& A_2^{-}+H^{+} rightleftarrows A_2 H
end{aligned}
$$
La combinaison de ces 2 demi-équations donne l’équation de la réaction :
$$
A_1 H+A_2^{-} rightleftarrows A_1^{-}+A_2 H
$$
Application :
1- Ecrire les demi-équations de réactions acido-basiques relatives à :
a- L’acide nitreux $mathrm{HNO}_{2(a q)}$
b- L’ammoniac $mathrm{NH}_{3(a q)}$
2- En déduire l’équation de la réaction entre l’acide nitreux et l’ammonic.
Réponse
$1-$
a- Acide nitreux :
$$
begin{gathered}
mathrm{HNO}_2 rightleftarrows mathrm{NO}_2^{-}+mathrm{H}^{+} \
mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_4^{+}
end{gathered}
$$
b- Ammonic :
2- Equation de la réaction :
$$
mathrm{HNO}_{2(a q)}+mathrm{NH}_{3(a q)} rightleftarrows mathrm{NO}_{2(a q)}^{-}+mathrm{NH}_{4(a q)}^{+}
$$
IV. Les indicateurs colorés acido-basiques .
Un indicateur coloré est un couple acide-base dont l’acide HInd et la base Ind ${ }^{-}$n’ont pas la même couleur. Son couple est noté : HInd/Ind ${ }^{-}$.
En présence de l’acide HA, la base de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA} rightarrow mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce acide HInd.
En présence de la base $A^{-}$, l’acide de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-} rightarrow mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce basique $underline{I n d^{-}}$.
Exemples:
| Indicateur coloré | Couleur de l’espèce acide | Couleur de l’espèce base |
| BBT | jaune | bleue |
| Hélianthine | rouge orangé | Jaune |
| Phénolphtaléine | incolore | rose |
Exemples de couple acido-basique:
| demi-équation | L’acide | sa base conjuguée | couple acido-basique |
| $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} rightleftarrows mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH}$ | $$ mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-} $$ |
$mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} / mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}$ |
| $mathrm{HNO}_3 rightleftarrows mathrm{NO}_3^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HNO}_3$ | $mathrm{NO}_3^{-}$ | $mathrm{HNO}_3 / mathrm{NO}_3^{-}$ |
| $mathrm{NH}_4^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+}$ | $mathrm{NH}_3$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+} / mathrm{NH}_3$ |
| $mathrm{HCOOH} rightleftarrows mathrm{HCOO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HCOOH}$ | $mathrm{HCOO}^{-}$ | $mathrm{HCOOH} / mathrm{HCOO}^{-}$ |
| $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$ | $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$ |
| $H I n rightleftarrows mathrm{In}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $$ text { HIn } $$ |
$mathrm{In}^{-}$ | $mathrm{HIn} / mathrm{In}^{-}$ |
Introduction :
I. Notion d’acide et de base selon Bronsted.
1- Exemple de réaction acido-basique:
* Réaction entre l’acide nitrique et l’eau:
La réaction entre l’acide nitrique $mathrm{HNO}_3$ et l’eau produit des ions nitrate $mathrm{NO}_3^{-}$et des ions oxonium $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$selon la réaction suivante :
$$
mathrm{HNO}_{3(l)}+mathrm{H}_2 mathrm{O}_{(l)} rightarrow mathrm{NO}_{3(a q)}^{-}+mathrm{H}_3 O_{(a q)}^{+}
$$
* On constate au cours de cette réaction que l’espèce chimique $mathrm{HNO}_3$ a perdu un proton $mathrm{H}^{+}$alors que l’espèce $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ a gagné ce proton.
$*$ Définition:
Une réaction d’acido-basique est caractérisée par un transfert de proton $H^{+}$entre un acide est une base.
2-Définition de l’acide et de la base selon Bronsted
On appelle acide une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} ; mathrm{NH}_4^{+} ; mathrm{HCOOH} .
$$
On appelle base une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{NH}_3 ; mathrm{HCOO}^{-}
$$
II. Couples acide / base
1-Définition:
Deux espèces chimiques constituent un couple acide / base s’il est possible de passer de l’un à l’autre par perte ou gain d’un proton $H^{+}$.
Exemples:
acide/base $quad mathrm{NH}_4^{+} / mathrm{NH}_3 quad ; quad mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$
2-Demi-équation acido-basique:
Soit $A H / A^{-}$un couple acide/base.
Si $A H$ est l’un des réactifs il va donner sa base conjuguée : $A H rightarrow A^{-}+H^{+}$
Si $A^{-}$est l’un des réactifs il va donner son acide conjugué : $A^{-}+H^{+} rightarrow A H$
La demi-équation du coupleacide/base $A H / A^{-}$s’écrit :
$$
A H rightleftarrows A^{-}+H^{+}
$$
Exemple:
$$
underset{text { ion ammonium }}{mathrm{NH}_4^{+}} rightleftarrows underset{text { ammoniac }}{ } underset{mathrm{NH}_3}{ }+mathrm{H}^{+}
$$
3-Couples acide-base de l’eau:
L’eau a des propriétés acido-basiques :
*c’est un acide : $quad mathrm{H}_2 mathrm{O} rightleftarrows mathrm{HO}^{-}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydroxyde
*c’est une base : $quad mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydronium
4- Notion d’ampholyte:
L’eau se comporte comme un acide dans le couple $mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-}$et comme une base dans le couple $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$, on l’appelle ampholyte (ou amphotère).
III. L’équation chimique d’une réaction acido-basique.
Si l’acide $A_1 H$ réagit avec la base $A_2^{-}$, On écrit directement les demi-équations dans le sens où elles se produisent.
$$
begin{aligned}
& A_1 H rightleftarrows A_1^{-}+H^{+} \
& A_2^{-}+H^{+} rightleftarrows A_2 H
end{aligned}
$$
La combinaison de ces 2 demi-équations donne l’équation de la réaction :
$$
A_1 H+A_2^{-} rightleftarrows A_1^{-}+A_2 H
$$
Application :
1- Ecrire les demi-équations de réactions acido-basiques relatives à :
a- L’acide nitreux $mathrm{HNO}_{2(a q)}$
b- L’ammoniac $mathrm{NH}_{3(a q)}$
2- En déduire l’équation de la réaction entre l’acide nitreux et l’ammonic.
Réponse
$1-$
a- Acide nitreux :
$$
begin{gathered}
mathrm{HNO}_2 rightleftarrows mathrm{NO}_2^{-}+mathrm{H}^{+} \
mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_4^{+}
end{gathered}
$$
b- Ammonic :
2- Equation de la réaction :
$$
mathrm{HNO}_{2(a q)}+mathrm{NH}_{3(a q)} rightleftarrows mathrm{NO}_{2(a q)}^{-}+mathrm{NH}_{4(a q)}^{+}
$$
IV. Les indicateurs colorés acido-basiques .
Un indicateur coloré est un couple acide-base dont l’acide HInd et la base Ind ${ }^{-}$n’ont pas la même couleur. Son couple est noté : HInd/Ind ${ }^{-}$.
En présence de l’acide HA, la base de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA} rightarrow mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce acide HInd.
En présence de la base $A^{-}$, l’acide de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-} rightarrow mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce basique $underline{I n d^{-}}$.
Exemples:
| Indicateur coloré | Couleur de l’espèce acide | Couleur de l’espèce base |
| BBT | jaune | bleue |
| Hélianthine | rouge orangé | Jaune |
| Phénolphtaléine | incolore | rose |
Exemples de couple acido-basique:
| demi-équation | L’acide | sa base conjuguée | couple acido-basique |
| $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} rightleftarrows mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH}$ | $$ mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-} $$ |
$mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} / mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}$ |
| $mathrm{HNO}_3 rightleftarrows mathrm{NO}_3^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HNO}_3$ | $mathrm{NO}_3^{-}$ | $mathrm{HNO}_3 / mathrm{NO}_3^{-}$ |
| $mathrm{NH}_4^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+}$ | $mathrm{NH}_3$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+} / mathrm{NH}_3$ |
| $mathrm{HCOOH} rightleftarrows mathrm{HCOO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HCOOH}$ | $mathrm{HCOO}^{-}$ | $mathrm{HCOOH} / mathrm{HCOO}^{-}$ |
| $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$ | $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$ |
| $H I n rightleftarrows mathrm{In}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $$ text { HIn } $$ |
$mathrm{In}^{-}$ | $mathrm{HIn} / mathrm{In}^{-}$ |
1- Exemple de réaction acido-basique:
* Réaction entre l’acide nitrique et l’eau:
La réaction entre l’acide nitrique $mathrm{HNO}_3$ et l’eau produit des ions nitrate $mathrm{NO}_3^{-}$et des ions oxonium $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$selon la réaction suivante :
$$
mathrm{HNO}_{3(l)}+mathrm{H}_2 mathrm{O}_{(l)} rightarrow mathrm{NO}_{3(a q)}^{-}+mathrm{H}_3 O_{(a q)}^{+}
$$
* On constate au cours de cette réaction que l’espèce chimique $mathrm{HNO}_3$ a perdu un proton $mathrm{H}^{+}$alors que l’espèce $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ a gagné ce proton.
$*$ Définition:
Une réaction d’acido-basique est caractérisée par un transfert de proton $H^{+}$entre un acide est une base.
2-Définition de l’acide et de la base selon Bronsted
On appelle acide une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} ; mathrm{NH}_4^{+} ; mathrm{HCOOH} .
$$
On appelle base une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons $mathrm{H}^{+}$ au cours d’une transformation chimique.
Exemples:
$$
mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_2 mathrm{O} ; mathrm{NH}_3 ; mathrm{HCOO}^{-}
$$
1-Définition:
Deux espèces chimiques constituent un couple acide / base s’il est possible de passer de l’un à l’autre par perte ou gain d’un proton $H^{+}$.
Exemples:
acide/base $quad mathrm{NH}_4^{+} / mathrm{NH}_3 quad ; quad mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-} ; mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$
2-Demi-équation acido-basique:
Soit $A H / A^{-}$un couple acide/base.
Si $A H$ est l’un des réactifs il va donner sa base conjuguée : $A H rightarrow A^{-}+H^{+}$
Si $A^{-}$est l’un des réactifs il va donner son acide conjugué : $A^{-}+H^{+} rightarrow A H$
La demi-équation du coupleacide/base $A H / A^{-}$s’écrit :
$$
A H rightleftarrows A^{-}+H^{+}
$$
Exemple:
$$
underset{text { ion ammonium }}{mathrm{NH}_4^{+}} rightleftarrows underset{text { ammoniac }}{ } underset{mathrm{NH}_3}{ }+mathrm{H}^{+}
$$
3-Couples acide-base de l’eau:
L’eau a des propriétés acido-basiques :
*c’est un acide : $quad mathrm{H}_2 mathrm{O} rightleftarrows mathrm{HO}^{-}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydroxyde
*c’est une base : $quad mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$
Ion hydronium
4- Notion d’ampholyte:
L’eau se comporte comme un acide dans le couple $mathrm{H}_2 mathrm{O} / mathrm{HO}^{-}$et comme une base dans le couple $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$, on l’appelle ampholyte (ou amphotère).
Si l’acide $A_1 H$ réagit avec la base $A_2^{-}$, On écrit directement les demi-équations dans le sens où elles se produisent.
$$
begin{aligned}
& A_1 H rightleftarrows A_1^{-}+H^{+} \
& A_2^{-}+H^{+} rightleftarrows A_2 H
end{aligned}
$$
La combinaison de ces 2 demi-équations donne l’équation de la réaction :
$$
A_1 H+A_2^{-} rightleftarrows A_1^{-}+A_2 H
$$
Application :
1- Ecrire les demi-équations de réactions acido-basiques relatives à :
a- L’acide nitreux $mathrm{HNO}_{2(a q)}$
b- L’ammoniac $mathrm{NH}_{3(a q)}$
2- En déduire l’équation de la réaction entre l’acide nitreux et l’ammonic.
Réponse
$1-$
a- Acide nitreux :
$$
begin{gathered}
mathrm{HNO}_2 rightleftarrows mathrm{NO}_2^{-}+mathrm{H}^{+} \
mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_4^{+}
end{gathered}
$$
b- Ammonic :
2- Equation de la réaction :
$$
mathrm{HNO}_{2(a q)}+mathrm{NH}_{3(a q)} rightleftarrows mathrm{NO}_{2(a q)}^{-}+mathrm{NH}_{4(a q)}^{+}
$$
Un indicateur coloré est un couple acide-base dont l’acide HInd et la base Ind ${ }^{-}$n’ont pas la même couleur. Son couple est noté : HInd/Ind ${ }^{-}$.
En présence de l’acide HA, la base de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA} rightarrow mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce acide HInd.
En présence de la base $A^{-}$, l’acide de l’indicateur réagit selon la réaction:
$$
mathrm{HInd}+mathrm{A}^{-} rightarrow mathrm{Ind}^{-}+mathrm{HA}
$$
Le mélange prend la couleur de l’espèce basique $underline{I n d^{-}}$.
Exemples:
| Indicateur coloré | Couleur de l’espèce acide | Couleur de l’espèce base |
| BBT | jaune | bleue |
| Hélianthine | rouge orangé | Jaune |
| Phénolphtaléine | incolore | rose |
Exemples de couple acido-basique:
| demi-équation | L’acide | sa base conjuguée | couple acido-basique |
| $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} rightleftarrows mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{CH}_3 mathrm{COOH}$ | $$ mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-} $$ |
$mathrm{CH}_3 mathrm{COOH} / mathrm{CH}_3 mathrm{COO}^{-}$ |
| $mathrm{HNO}_3 rightleftarrows mathrm{NO}_3^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HNO}_3$ | $mathrm{NO}_3^{-}$ | $mathrm{HNO}_3 / mathrm{NO}_3^{-}$ |
| $mathrm{NH}_4^{+} rightleftarrows mathrm{NH}_3+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+}$ | $mathrm{NH}_3$ | $mathrm{NH}_4{ }^{+} / mathrm{NH}_3$ |
| $mathrm{HCOOH} rightleftarrows mathrm{HCOO}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{HCOOH}$ | $mathrm{HCOO}^{-}$ | $mathrm{HCOOH} / mathrm{HCOO}^{-}$ |
| $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} rightleftarrows mathrm{H}_2 mathrm{O}+mathrm{H}^{+}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+}$ | $mathrm{H}_2 mathrm{O}$ | $mathrm{H}_3 mathrm{O}^{+} / mathrm{H}_2 mathrm{O}$ |
| $H I n rightleftarrows mathrm{In}^{-}+mathrm{H}^{+}$ | $$ text { HIn } $$ |
$mathrm{In}^{-}$ | $mathrm{HIn} / mathrm{In}^{-}$ |
I− Notion d’acide et de base selon Bronsted.
III- L’équation chimique d’une réaction acido-basique.
IV- Les indicateurs colorés acido-basiques .
