Résumé de la démarche expérimentale conduisant à la définition

Résumé de la démarche
expérimentale conduisant à la
définition des notions d’acide et
de base selon la théorie de
Bronstëd - Lowry
Auteur: Dupont P.
A.R. Quiévrain
Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 1
Air
On verse une solution de
chlorure d ’hydrogène
concentrée dans un flacon
laveur (Flacon A) et de l’eau
distillée dans un autre (Flacon
B).
HCl(g)
Air
On connecte les deux flacons
avec un bout de tuyau.
HCl(g)
Flacon A:
Solution
de chlorure
d ’hydrogène 25%
On insuffle de l’air dans le
premier flacon laveur, l’air
chasse le HCl(g) vers le
deuxième flacon, il barbote
ainsi dans l’eau distillée.
Flacon B:
Eau distillée
Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 2
On verse l’eau qui a subi un
barbotage de HCl(g) dans deux
tubes à essais.
Flacon comptegouttes contenant du
méthyl orange
Flacon comptegouttes contenant
une solution de
nitrate d ’argent
Flacon B:
Eau distillée
ayant subi un
barbotage de
HCl(g)
Virage du méthyl
orange: ce test
révèle la présence
de l’ion H3O+
Apparition d ’un
précipité blanc:
ce test révèle la
présence de l’ion
Cl-
Réaction entre HCl(g) et H2O(l) 3
Interprétation de l ’expérience réalisée:
La rencontre entre HCl(g) et H2O(l), se solde par une réaction chimique au
cours de laquelle il y a formation d ’ions. Cette réaction peut être traduite par
l ’équation chimique suivante:
HCl(g) + H2O(l)

H3O+(aq) +
Cl- (aq)
Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur
vers un accepteur
Perte d ’un H+
HCl(g) + H2O(l)

H3O+(aq) +
Gain d ’un H+
Cl- (aq)
Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 1
Air
On verse une solution
d’ammoniaque concentrée dans
un flacon laveur (Flacon A) et
de l’eau distillée dans un autre
(Flacon B).
NH3(g)
Air
NH3(g)
Flacon A:
Solution
d’ammoniaque 25%
On connecte les deux flacons
avec un bout de tuyau.
On insuffle de l’air dans le
premier flacon laveur, l’air
chasse le NH3(g) vers le
deuxième flacon, il barbotte
ainsi dans l’eau distillée.
Flacon B:
Eau distillée
Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 2
On verse l’eau qui a subi un
barbotage de NH3(g) dans deux
tubes à essais.
Flacon comptegouttes contenant de
la phénolphtaléine
Flacon comptegouttes contenant
du réactif de
Nessler
Flacon B:
Eau distillée
ayant subi un
barbotage de
NH3(g)
Virage de la  :
ce test révèle la
présence de l’ion
OH-
Apparition d ’un
précipité orange:
ce test révèle la
présence de l’ion
NH4+
Réaction entre NH3(g) et H2O(l) 3
Interprétation de l ’expérience réalisée:
La rencontre entre NH3(g) et H2O(l), se solde par une réaction chimique au
cours de laquelle il y a formation d ’ions. Cette réaction peut être traduite par
l ’équation chimique suivante:
NH3(g) + H2O(l)

NH4+(aq) + OH- (aq)
Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur
vers un accepteur
Perte d ’un H+
NH3(g) + H2O(l)
Gain d ’un H+
 NH4+(aq) + OH- (aq)
Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 1
Air
HCl(g)
HCl(g)
Fumées
blanches
NH3(g)
Air
Flacon A:
Solution
de chlorure
d ’hydrogène 25%
Flacon B:
Solution
d’ammoniaque 25%
Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 2
Solution
résultant du
barbotage
des fumées
blanches
Solution
Flacon compte- résultant du
gouttes contenant du
barbotage
Réactif de Nesslerdes fumées
Flacon comptegouttes contenant du
nitrate d ’argent
blanches
Apparition d ’un
précipité orange.
Ce test révèle la
présence de l ’ion
NH4+
Apparition d ’un
précipité blanc.
Ce test révèle la présence
de l ’ion Cl-
Réaction entre HCl(g) et NH3(g) 3
Interprétation de l ’expérience réalisée:
La rencontre entre HCl(g) et NH3(g), se solde par une réaction chimique au
cours de laquelle il y a formation de particules solides blanches (fumées
blanches). Il s ’agit d ’un composé ionique soluble dans l ’eau.
Cette réaction peut être traduite par l ’équation chimique suivante:
H2O
HCl(g) + NH3(g)  NH4Cl(s)  NH4+(aq) + Cl- (aq)
Au cours de cette réaction , des entités H+ sont transférées d ’un donneur
vers un accepteur
Perte d ’un H+
HCl(g)
+
NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq)
Gain d ’un H+
Synthèse
Nous avons étudié expérimentalement 3 réactions chimiques au cours
desquelles nous avons mis en évidence des transferts d ’entités H+
Perte d ’un H+
HCl(g) + H2O(l)

H3O+(aq) +
Cl- (aq)
Gain d ’un H+
Perte d ’un H+
NH3(g) + H2O(l)
 NH4+(aq) + OH- (aq)
Gain d ’un H+
Perte d ’un H+
HCl(g)
+
NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq)
Gain d ’un H+
Synthèse 2
Selon la théorie de Bronstëd-Lowry:
On appelle acide toute substance qui au cours d ’une réaction chimique
perd (donne)une entité H+
Exemple:
HCl(g) H+ (aq) + Cl- (aq)
On appelle base toute substance qui au cours d ’une réaction chimique
acquiert(reçoit) une entité H+
Exemple:
NH3(g) + H+ (aq)  NH4+(aq)
On appelle ampholyte toute substance qui en fonction des circonstances
aura un comportement chimique, acide ou basique.
Exemple:
H2O(l) H+ (aq) + OH- (aq)
H2O(l) + H+ (aq)  H3O+(aq)
Synthèse 3
Selon la théorie de Bronstëd-Lowry:
La neutralisaton, ou réaction entre un acide et une base, est une réaction
chimique au cours de laquelle, on assiste à un transfert d ’entité H+ de
l ’acide vers la base.
Exemple:
HCl(g) H+ (aq) + Cl- (aq)
NH3(g) + H+ (aq)  NH4+(aq)
____________________________
HCl(g)
+
NH3(g)  NH4+(aq) + Cl- (aq)
La notion de couple acide/base conjugués 1
Expérience 1
Cette expérience a permis de mettre en évidence la réaction
chimique:
NH3(g) + H2O(l)
 NH4+(aq) + OH- (aq)
La notion de couple acide/base conjugués 2
Expérience 2
NH3(g)
NH4Cl(s)
NaOH(s)
NaCl(aq) + H2O(l)
Cette expérience a permis de mettre en évidence la réaction
chimique:
NH4Cl (s) + NaOH (s)  NH3(g) +
NaCl (aq) + H2O(l)
La notion de couple acide/base conjugués 3
Les deux
réactions
étudiées:
Gain d ’un H+
NH3(g) + H2O(l)
Base
 NH4+(aq) + OH- (aq)
Acide
Perte d ’un H+
Perte d ’un H+
NH4+ Cl- (s) + Na + OH - (s)  NH3(g) + Na + Cl - (aq) + H2O(l)
Acide
Base
Gain d ’un H+
H2O(l) OH- (aq)+ H+
NH3(g) + H+  NH4+(aq)
Nous
apprennent
que:
Base
NH4+(aq)  NH3(g) + H+
Acide
et
que:
Acide
OH- (aq)+ H+  H2O(l)
Base
La notion de couple acide/base conjugués 4
Nous pouvons regrouper ces équations chimiques sous la forme:
NH4+(aq)  NH3(g) + H+
H2O(l)  OH- (aq)+ H+
Acide
Acide
Base
Base
Ce que nous interprétons par:
Tout acide qui réagit donne naissance à une base et vice versa.
Un acide forme avec la base qu’il génère un couple acide-base
conjugués qui se notera d ’une manière générale:
Acide  Base + H+
NH4+
NH3
ou encore:
Acide/Base
H2O
OH-