Physique-Chimie · 2ème année Bac
Transformations liées aux réactions acide-base
1Rappels du cours
Définition de Brønsted
Selon Brønsted :
- un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H⁺ ;
- une base est une espèce chimique capable de capter un proton H⁺.
À tout acide AH est associée sa base conjuguée A⁻ (et réciproquement), formant un couple acide/base noté AH/A⁻.
Réaction acide-base
Une réaction acide-base est un transfert de proton entre l'acide d'un couple 1 et la base d'un couple 2 :
AH₁ + A₂⁻ ⇌ A₁⁻ + AH₂
Constante d'acidité
Pour un couple AH/A⁻ dans l'eau, la réaction AH + H₂O ⇌ A⁻ + H₃O⁺ est caractérisée par la constante d'acidité :
Ka = [A⁻][H₃O⁺] / [AH]
et son pKa = −log(Ka). Plus pKa est petit, plus l'acide est fort.
Dosage acido-basique
Un dosage (titrage) acido-basique consiste à déterminer la concentration inconnue d'une solution acide (ou basique) en la faisant réagir avec une solution basique (ou acide) de concentration connue, appelée solution titrante.
À l'équivalence, les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques : pour un monoacide dosé par une monobase (ou inversement),
n(acide) = n(base) c'est-à-dire C_a × V_a = C_b × V_{b,éq}
Suivi du dosage
- pH-métrie : on suit l'évolution du pH en fonction du volume versé ; l'équivalence correspond au point d'inflexion de la courbe pH = f(V).
- Indicateurs colorés : espèces dont la couleur dépend du pH ; on choisit un indicateur dont la zone de virage encadre le pH à l'équivalence.
3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. Selon Brønsted, un acide est une espèce capable de :
2. À l'équivalence d'un dosage d'un monoacide par une monobase, lesquelles de ces relations sont vraies ?
3. Le pKa d'un couple acide/base est défini par :
4. Dans « Transformations liées aux réactions acide-base », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Transformations liées aux réactions acide-base », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Transformations liées aux réactions acide-base », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Transformations liées aux réactions acide-base », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Transformations liées aux réactions acide-base », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Selon Brønsted, un acide est une espèce capable de…
10. Selon Brønsted, une base est une espèce capable de…
11. Dans le couple NH4+/NH3, quelles affirmations sont exactes ?
12. Une solution a [H3O+]=1,0×10^-3 mol/L. Quel est son pH ?
13. Une solution de pH=5 a approximativement [H3O+] égale à…
14. Pour le couple HA/A-, quelles affirmations sont exactes ?
15. La relation pH=pKa+log([A-]/[HA]) montre que si [A-]=10[HA], alors…
16. Quelles espèces sont amphotères/ampholytes possibles ?
17. Pour écrire une réaction acide-base, quelles étapes sont utiles ?
18. Une solution acide a généralement, à 25°C dans le modèle usuel…
19. Une base forte en solution aqueuse conduit généralement à…
20. Quelles affirmations distinguent acide fort et acide faible ?
21. Si pKa est plus petit pour deux acides comparés dans le même contexte, l’acide est généralement…
22. Quelles vérifications sont utiles dans un calcul de pH ?
23. Quelle erreur classique faut-il éviter ?
4Entraînement
Exercice type — Examen national
Examen national — adaptéOn dose un volume Va = 20 mL d'une solution d'acide chlorhydrique (HCl) de concentration inconnue Ca par une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) de concentration Cb = 0,1 mol/L. L'équivalence est repérée pour un volume versé Véq = 12 mL.
- Écrire l'équation de la réaction de dosage.
- Donner la relation à l'équivalence entre Ca, Va, Cb et Véq.
- Calculer la concentration Ca de la solution d'acide chlorhydrique.
- Le pH à l'équivalence est-il égal à 7 dans ce dosage ? Justifier.