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couples acide / base . Premier objectif : définir un acide et une base :.

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PowerPoint Slideshow about 'couples acide / base' - JasminFlorian


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Presentation Transcript
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couples acide / base

Premier objectif : définir un acide et une base :

Le bleu de bromothymol, ou BBT est un indicateur coloré pouvant exister sous deux formes, C27H28O5Br2S, notée InH et C27H27O5Br2S-, notée In-. Reconnaître chacune des deux formes d’après les formules proposées ci-dessous :

L’une de ces formes est jaune, l’autre bleue.

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Première situation expérimentale :

H3O+(aq), Cl-(aq) (0,1 mol/L)

InH + In-

Un mélange de couleur verte est proposé aux élèves. Ce mélange

contient, à parts égales, les deux formes InH et In- du bleu de

Bromothymol (ce mélange peut être fait devant les élèves mais sa

préparation est délicate). La question que nous nous posons est :

quelle couleur attribuer à chacune des formes InH et In-.

Des deux espèces ajoutées, H3O+ et Cl -, laquelle est responsable de la

transformation observée ? Proposer une expérience pour le démontrer.

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Deuxième situation expérimentale :

Na+(aq), Cl-(aq) (0,1 mol/L)

InH + In-

InH + In-

La deuxième proposition est inacceptable, l’ion H4O2+ étant inconnu

dans l’eau. L’espèce InHest donc la forme de couleur jaune.

Aucune transformation n’étant observée dans ce cas, on en conclut

que l’ion H3O+ est à l’origine de la transformation précédente.

Deux réactions peuvent a priori la modéliser :

H3O+(aq)+ In-(aq) InH+ H2O et

H3O+(aq)+ InH  In-(aq)+ H4O2+(aq)

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Troisième situation expérimentale :

Na+(aq)+ HO-(aq) (0,1 mol/L)

InH + In-

La première proposition est inacceptable, l’ion O2- étant inconnu

dans l’eau. L’espèce In- est bien la forme de couleur bleue.

La transformation ne peut être attribuée à l’ion Na+. On en conclut

que l’ion HO- est à l’origine de la transformation observée.

Deux réactions peuvent a priori la modéliser :

HO-(aq)+ In-(aq) InH+ O2-(aq) et

HO-(aq)+ InH  In-(aq)+ H2O

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Nous venons de rencontrer des espèces chimiques qui ont la propriété

de fixer ou de céder un proton H+.

Citer les espèces rencontrées capables de céder un proton : nous les

appellerons « espèces acides » :

Ce sont InH et H3O+

Citer les espèces rencontrées capables de fixer un proton : nous les

appellerons « espèces basiques » :

Ce sont In- et HO-

Écrivons formellement l’équation de cession d’un proton par une

espèce acide :

H3O+ = H2O + H+ et aussi InH = In- + H+

Écrivons formellement l’équation de capture d’un proton par une

espèce basique :

HO- + H+= H2O et aussi In- + H+ = InH

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Deuxième objectif : définir un couple acide/base :

Un couple acide/base est l’ensemble d’une espèce acide AH (ou AH+)

et de l’espèce basique A- (ou A) qui lui est associée par l’équation

formelle : AH = A- + H+ (ou AH+ = A + H+).

On note un couple acide/base sous la forme AH/A- (ou AH+/A)

Citer les couples acide/base rencontrés au cours des situations

expérimentales :

InH/In- ; H2O/HO- ; H3O+/H2O

Troisième objectif : définir une réaction acide-base :

Elle résulte de l’action de la forme acide d’un couple sur la forme

basique d’un autre couple :

H3O+(aq)+ Inaq-  InH+ H2O

InH + HOaq-  Inaq- + H2O

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Pas de

doute,

c’est de

l’ammoniac

NH3 !!!

Quatrième objectif : déterminer le caractère acide ou basique

d’une espèce inconnue :

L’ammoniac est un gaz à odeur caractéristique (celle des bergeries)

très soluble dans l’eau. Sa formule est NH3 et nous voulons savoir

s’il a un comportement acide ou basique en solution aqueuse !

A la lecture de sa formule, quel est ton avis ?

NH3 acide ou base ?

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Quatrième situation expérimentale :

NH3(aq) (0,1 mol/L)

In-

InH + In-

Que conclure de cette expérience ? Écrire l’équation de la réaction

traduisant la transformation observée :

L’ammoniac a réagi comme une base :

NH3(aq) + InH  In-(aq) + NH4+(aq)

Écrire l’équation formelle d’échange de proton entre l’espèce acide

et l’espèce basique du couple et symboliser le couple acide/base :

NH4+ = NH3 + H+ ; le couple s’écrit : NH4+/ NH3

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Cinquième situation expérimentale :

Je connais

cette odeur !

NH4+(aq)+ Cl-(aq)

(0,5 mol/L)

???

Na+, OH-

0,1 mol/L

À ton avis comment vérifier que NH4+ est une espèce acide ?

Remarquer que la solution de chlorure d’ammonium n’a pas d’odeur !

Écrire l’équation de la réaction traduisant la transformation observée :

OH-(aq) + NH4+(aq) NH3(aq) + H2O

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Sixième situation expérimentale :

Pas de

doute,

il n’y a plus

d’ammoniac

!!

NH3

H3O+(aq), Cl -(aq) (excès)

NH4+

NH4+

Imaginer maintenant une réaction acide-base entre l’ammoniac NH3

et l’ion H3O+de l’acide chlorhydrique : écrire son équation et réaliser

l’expérience en se plaçant en excès d’ions H3O+.

Comment peut-on vérifier que la transformation s’est réalisée

conformément à la réaction proposée ?

NH3(aq) + H3O+(aq) NH4+(aq)+ H2O

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Préparation des solutions :

La solution de BBT est préparée à partir de la forme solide acide :

5 milligrammes environ de BBT dans un peu d’alcool à 95° pour

obtenir une solution orangée limpide (préparer 20 mL d’un mélange

éthanol à 95° + 0,1 g de BBT dont on prélève 1 mL).

Compléter à 1 litre avec de l’eau de Volvic de pH 7,0. La solution

finale est verte.

La solution de chlorure d’ammonium est préparée dans l’eau de

Volvic de manière à atteindre pratiquement la saturation.

La solution de chlorure de sodium ne doit pas être réalisée avec

du sel de mer qui contient des ions autres que l’ion sodium et l’ion

chlorure. La solution est également réalisée dans l’eau de Volvic.