Chimie · 3ème TechThème 2 : Les acides et les bases de Brønsted · Chapitre 1

Les acides et les bases de Brønsted

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• définir un acide, une base et une réaction acide-base selon Brønsted ;
• reconnaître un acide, une base et une réaction acide-base ;
• citer des acides et des bases usuels.

Situation

Les agrumes contiennent de l'acide citrique et de l'acide ascorbique (vitamine C) ; la levure chimique des pâtissiers contient une base. Mais qu'est-ce exactement qu'un acide, et qu'est-ce qu'une base ?

I. Des réactions par transfert d'ion hydrogène

1. La définition d'Arrhenius et ses limites

Pour le Suédois Svante Arrhenius (1859-1927, prix Nobel 1903), dans une première théorie (1887) :

  • un acide est un corps composé qui libère dans l'eau des ions hydrogène H+ : HCl H+ + Cl- ; HNO3 H+ + NO3-
  • une base est un corps composé qui libère dans l'eau des ions hydroxyde OH- : NaOH Na+ + OH- ; Ca(OH)2 Ca2+ + 2 OH-

Ses limites

  • des ions, et pas seulement des corps neutres, peuvent jouer le rôle d'acide ou de base (NH4+, CO32-) ;
  • des bases n'ont pas de groupement OH : l'ammoniac NH3, le carbonate de sodium ;
  • elle se limite aux solutions aqueuses.

En 1923, le Danois Johannes Nicolaus Brønsted (1879-1947), en même temps que l'Anglais Lowry, propose une théorie plus générale.

2. Le chlorure d'hydrogène et l'ammoniac

Animation

Sous la hotte, on approche deux agitateurs, l'un trempé dans une solution concentrée d'acide chlorhydrique, l'autre dans une solution concentrée d'ammoniac : une épaisse fumée blanche de chlorure d'ammonium solide se forme.

Dissous dans l'eau, ce solide donne avec le nitrate d'argent un précipité blanc (ions Cl-) et, chauffé avec de la soude, un gaz piquant qui bleuit le papier pH (ammoniac, donc ions NH4+ au départ).

NH3 (g) + HCl (g) (NH4+ , Cl-) (sd)

Un ion H+ de HCl s'est fixé sur le doublet libre de l'azote de NH3 :

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-CBA69D56HNHH© Mohamed — mimba-educ.comammoniac© Mohamed — mimba-educ.com | MB-CBA69D56HNHHH[]+© Mohamed — mimba-educ.comion ammonium

À retenir

HCl a cédé un ion H+ ; NH3 l'a capté. On peut l'écrire avec deux demi-équations, qui ne sont que des écritures commodes (l'ion H+ n'existe pas libre) :

HCl H+ + Cl-
NH3 + H+ NH4+

3. Deux autres transferts d'ion hydrogène

Animation

Chlorure d'ammonium et soude solides, chauffés : il se dégage de l'ammoniac.

NH4+ + OH- NH3 (g) + H2O
L'ion NH4+ cède un H+ (NH4+ H+ + NH3) que l'ion OH- capte (OH- + H+ H2O).

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