Couples acide-base et réactions acide-base
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• définir un couple acide-base et écrire son symbole et son équation formelle ;
• reconnaître un ampholyte ;
• écrire l'équation d'une réaction acide-base à partir des deux couples mis en jeu, et retrouver ces couples à partir de l'équation.
Situation
Le coquelicot est rouge et le bleuet est bleu. Pourtant, leurs couleurs sont dues à des pigments de la même famille, les anthocyanes, comme la cyanidine, dont la couleur change selon l'acidité du milieu (et, dans le bleuet, selon les ions métalliques qui lui sont associés). Pourquoi une même substance peut-elle changer de couleur ?
I. Les couples acide-base
1. Le couple ion ammonium / ammoniac
- Avec HCl, l'ammoniac capte un ion H+ : NH3 + H+ NH4+
- Avec la soude, l'ion ammonium cède un ion H+ : NH4+ NH3 + H+
Selon les conditions, on passe de NH3 à NH4+ ou inversement. On regroupe ces deux transformations dans une équation formelle, écrite avec une double flèche :
NH4+ et NH3 sont conjugués : ils forment le couple acide-base NH4+ / NH3. NH4+ est la forme acide, NH3 la forme basique.
2. Le couple acide benzoïque / ion benzoate
On agite 1,5 g d'acide benzoïque dans 20 mL d'eau : il ne se dissout pas entièrement. Le filtrat fait virer le BBT au jaune : il est acide.
On ajoute au filtrat de l'acide chlorhydrique (0,1 mol.L-1) : des cristaux blancs d'acide benzoïque réapparaissent.
L'acide benzoïque cède un H+ dans la première réaction ; l'ion benzoate le capte dans la seconde. D'où le couple C6H5CO2H / C6H5CO2- :
3. Définition et exemples de couples
Un couple acide-base est formé de deux entités conjuguées, l'acide et la base, telles qu'on passe de l'une à l'autre par perte ou gain d'un ion hydrogène.
Symbole : AH / A- (l'acide est écrit en premier) ; équation formelle : AH A- + H+
L'acide et sa base conjuguée ne diffèrent que d'un ion H+. La forme acide peut être un ion (NH4+).
Exemples de couples
| Acide | Base conjuguée | Couple |
|---|---|---|
| acide éthanoïque | ion éthanoate | CH3CO2H / CH3CO2- |
| acide nitreux | ion nitrite | HNO2 / NO2- |
| ion méthylammonium | méthylamine | CH3NH3+ / CH3NH2 |
| ion hydrogénocarbonate | ion carbonate | HCO3- / CO32- |
| acide sulfurique | ion hydrogénosulfate | H2SO4 / HSO4- |
| sulfure d'hydrogène | ion hydrogénosulfure | H2S / HS- |
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