BTS BAT 1 Acide fort, base fort, acide faible, base faible

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Acide fort, base fort, acide faible, base faible
I ) Acide fort
1.1.
L'acide chlorhydrique, un monoacide fort
+
+
-
+
HCl(g) + H2O(l) Æ H3O+(aq) + Cl-(aq)
1 mol
1 mol
1 mol
1 mol
n(HCl)
n(H3O+)
n(HCl) n(H3O + )
=
soit n(H3O+)produits = n(HCl)consommés
1
1
La dissociation de la molécule de chlorure d'hydrogène gazeux est complète et totale.
Il y a libération d'autant de moles d'ions hydronium que de moles de chlorure d'hyhdrogène gazeux.
n(H 33 O+)
[H3O+] =
= [HCl]initial = CA
V
pH = -log [H3O+] = - log (CA) donc CA=10-pH
Exercice : De l’acide chlorhydrique a un pH de 1. Quelle est sa concentration en ions hydronium ?
Quelle est sa concentration CA ? Quel est le volume et la masse du gaz dissout dans 1 L de cet
acide ?
1.2.
L'acide sulfurique, un diacide fort
2-
+
+
+
H2SO4(l) + 2 H2O (l) Æ 2 H3O+(aq) + SO42-(aq)
1 mol
2 mol
n(H3O+)
n(H2SO4)
n(H 2SO4) n(H3O + )
=
soit n(H3O+) produits = 2 n(H2SO4) consommés
1
2
La dissociation de la molécule d’acide sulfurique liquide est complète et totale.
Il y a libération de deux fois plus de moles d'ions hydronium que de moles d’acide sulfurique
liquide. On parle de diacide fort.
n(H 33 O+)
= 2[H2SO4] initial = 2CA
[H3O+] =
V
10−pH
pH = -log [H3O+] = -log (2CA) donc CA=
2
Exercice : De l’acide sulfurique a un pH de 1. Quelle est sa concentration en ions hydronium ?
Quelle est sa concentration CA ? Quel est la masse de H2SO4 dissout dans 1 L de cet acide ?
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Acide fort, base fort, acide faible, base faible
II ) Base forte
Exemple de la soude ou hydroxyde de sodium NaOH
+
eau
-
+
NaOH(s) Æ Na+(aq) + OH-(aq)
1 mol
n(NaOH)
1 mol
-
n(NaOH) n(OH )
=
1
1
1 mol
n(OH-)
soit n(OH-) produits = n(NaOH) consommés
La dissociation du solide ionique NaOH est complète et totale.
Il y a libération d’autant de moles d'ions hydroxyde OH- que de moles de soude NaOH dissoutes.
On parle de base forte.
n(OH−)
= [NaOH] initial = CB
[OH-] =
V
[H3O+] = K e - = K e
[OH ] CB
( )
pH = - log [H3O+] = - log Ke = - log Ke + log CB = - log (10-14) + log(CB) = 14 + log(CB)
CB
+
pH = -log [H3O ] = 14 + log(CB) donc CB = 10 pH-14 à 25 °C
Exercice : De la soude a un pH de 13. Quelle est sa concentration en ions hydronium ? Quelle est
sa concentration en ions hydroxyde ? Quelle est sa concentration CB ? Quel est la masse de
pastilles de soude NaOH dissoutes dans 1 L de cette base ?
III ) Acide faible
Exemple de l’acide acétique (présent dans le vinaigre) :
-
+
+
+
CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
CH3COOH(l) + H2O(l)
La dissociation de la molécule d’acide acétique est incomplète.
Seules 1% environ des molécules d’acide acétique se dissocient.
Il y a libération de beaucoup moins de moles d'ions hydronium que de moles d’acide acétique
introduites dans l’eau.
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Acide fort, base fort, acide faible, base faible
n(H3O+) produits < n(CH3COOH) initial
[H3O+] =
n(H 33 O+)
< [CH3COOH]initial donc [H3O+] < CA et pH > -log(CA)
V
La solution est moins acide (100 fois moins environ) qu’une solution d’acide fort de même
concentration. Le pH obtenu est inférieur à 7 mais plus grand (de deux unités environ) qu’une
solution d’acide fort de même concentration. C’est pour cela que l’on parle d’acide faible.
IV ) Base faible
Exemple de l’ammoniac :
+
+
+
-
NH4+(aq) + OH-(aq)
NH3(gaz) + H2O(l)
La dissociation de la molécule d’ammoniac est incomplète.
Seules 1% environ des molécules d’ammoniac se dissocient dans l’eau.
Il y a libération de beaucoup moins de moles d'ions hydroxyde que de moles d’ammoniac
introduites dans l’eau.
n(OH-) produits < n(NH3) initial
n(OH- )
[OH-] =
< [NH3]initial donc [OH-] < CB
V
+
K
e
Ke
[H3O ] =
[OH- ] > CB
( )
pH = - log [H3O+] < - log Ke
CB
pH < - log Ke + log CB
pH < - log (10-14) + log(CB)
pH < 14 + log(CB)
La solution est moins basique (100 fois moins environ) qu’une solution de base forte de même
concentration. Le pH obtenu est supérieur à 7 mais plus petit (de deux unités environ) qu’une
solution de base forte de même concentration. C’est pour cela que l’on parle de base faible.