[PDF] Sétif 1- 1ére Année LMD Département - 39 Université Ferhat ABBAS

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Université Ferhat ABBAS - Sétif 1- 1ére Année LMD

Département des Sciences de la Terre 2021/2022

CHAPITRE VI : LA CHIMIE DES SOLUTIONS

VI -1- Rappel sur les Acides et les Bases

1. Définitions de la théorie de Brønsted - Lowry

En 1923, les deux chimistes J.N. Bronsted (Danemark) et J.M. Lowry base, reposant sur les échanges de protons entre espèces. dire une espèce susceptible de libérer (céder) un ou plusieurs proton H+ :

HA A- + H+

9 Une base (noté A- au contraire est une accepteuse de proton (s),

donc une espèce susceptible de capter un ou plusieurs proton H+:

A- + H+ HA

a) Couples acide-base en solution aqueuse

AH A- + H+

conjugué de la base A- . Le couple AH / A- forme un couple acide-base.

Remarque:

Certains éléments se comportent à la fois comme un acide et une base, on l'appelle

amphotère. L'eau est amphotère. Elle joue le rôle de base dans le couple: H3O+ / H2O et le rôle d'acide dans le couple: H2O / OH- 40
b) Equation de réaction acido-basique Toute réaction acido-basique est un transfert de proton(s) mettant en jeu deux couples. Si un acide A1H réagit avec une base A2-, L'équation s'écrira : A1H + A2- A1- + A2H A1H / A1-

A2H / A2-

Exemple: l'acide éthanoïque réagit avec l'eau:

CH3CO2/CH3CO2- ; H3O+ /H2O

L'équation est donc:

CH3CO2H + H2O H3O+ + CH3CO2- c) Définition d'ont la définition a été proposée par Sorensen en 1909 : pH= - log [H3O+] donc : [H3O+] = 10 - pH - Echelle de pH :

1. Une solution aqueuse neutre si [H3O+] = [OH-] alors Ke= [H3O+]2 et [H3O+]= 1O -7

mol.l-1 : pH=7

2. Une solution est dite acide si [H3O+]> [OH-] : le pH<7

3. Une solution est dite basique si [H3O+] < [OH-] : le pH>7

- Constante d'acidité Ka réaction : AH (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O+(aq) 41
H2O + H+ H3O+ (2) : la base H2O capte un proton réaction acidoǦbasique entre AH et H2O à partir de (1) + (2): AH + H2O AǦ + H3O+ Par définition, un acide fort est totalement dissocié en solution (Ka >> 103). On définit le pKa du couple AH/A par la relation : pKa = ± log (Ka) ֞ plus il est fortement ionisé. - Constante de basicité Kb A + H + AH (2) : la base A capte un proton (1) + (2) : réaction acidoǦbasique entre A et H2O:

A + H2O AH + HO

42
On définit le pKb du couple AH/A par la relation: pKb = log Kb

On peut écrire une relation analogue à la relation du PH en utilisant une fonction définie par :

pOH = Ǧlog [OH] Les deux constantes sont liées par la relation:

¾ Ka

HKb = Ke =10-14

¾ pKe = pH + pOH =14

¾ pKa + pKb =p Ke =14

- Généralités

1) Définitions

1-a) Oxydant et Réducteur

Un oxydant (Réducteur) est une espèce chimique qui fixe (cède) des électrons.

électrons, il est oxydé.

Réduction

Oxydant + né Réducteur

Oxydation

43

1-b) Couples oxydant / réducteur

couple oxydant / réducteur, noté Ox / Red.

Exemple :

Oxydation : Zn Zn +2+ 2é Pertes délectrons

Réduction: 2 H+ + 2é H2 électrons Les Couples (Zn2+ /Zn) et (H+ /H2) sont dits couples redox ou Ox/Red.

Oxydation

Zn (s) + 2H+ (aq) ĺ Zn2+ (aq) + H2 (g)

Réduction

chimiques sont rompues. Il est un nombre entier et on le désigne par les chiffres romains pour

Exemples

KI K+ + I ±

XK= +I XI= -I

(Xi désigne le degré oxydation de i) FeCl3 Fe3+ + 3Cl±

XFe= +III XCl= - I

44

Règle :

de cette molécule. = -I. = -I.

1. Ecrire les équations de demi-réaction redox mises en jeu pour chaque élément.

3. Les charges sont équilibrées par les ions H+ en milieu acide et par les ions OH- En

milieu basique.

4. Écrire la réaction globale, et équilibrer les charges puis les atomes.

7. Les charges sont équilibrées par les ions H+ en milieu acide et par les ions OH- En

milieu basique

Exemple :

Remarque :

une réaction de réduction. 45

Formule de Nernst

1- Si on a un seul couple Ox/Red

a Ox1 +né b Red 1 E° (Ox / Red) : Potentiel redox standard du couple oxydant /Réducteur.

R : constante des gaz parfait (8,314 j/mol K).

F : Faraday = 96485 Coulomb. mol-1.

2- Si on a deux couples Ox/Red :

a Ox1 +b Red 2 2 + b Red 1

E (Ox / Red) = E° (Ox / Red) + ࡾࢀ

E (Ox / Red) = E° (Ox / Red) + ૙quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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