Acide et base

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J.C. GRESSIER

Acides et bases

03/12/98

ACIDES ET BASES
Il existe plusieurs définitions pour les acides et les bases: • • • Arrhénius a défini les acides et les bases comme des entités pouvant libérer un proton (acides) ou un anion hydroxyle, OH– (bases). Cette définition trop restrictive est maintenant abandonnée. Pour Brönsted, un acide est un donneur de proton et une base un donneurde doublet d'électrons. Enfin pour Lewis, un acide est un accepteur de doublet d'électrons et une base un donneur de doublet d'électrons. Cette dernière notion est la plus large des trois et permet d'associer un caractère acide ou basique à des entités inclassables suivant les autres critères. Par ex. les sels de métaux de transition ont un caractère acide suivant Lewis grâce aux orbitales vacantesprésentes sur l'atome métallique, ce qui leur permet d'accepter un doublet d'électrons. En chimie organique c'est la notion d'acide et base selon Lewis qui est retenue. Evidemment cela n'exclut en rien les autres classifications puisqu' un acide ou une base selon Arrhénius ou Bronsted l'est aussi selon Lewis. • • Par définition un acide est une entité capable de capter un doublet d'électrons;c'est un centre possédant une orbitale vacante : le proton H+, métaux de transition et leurs sels, cations… Une base une entité qui peut céder un doublet d'électrons : les anions, les hétéroatomes portant des doublets non partagés, les doublets π… La classification périodique permet d'identifier facilement les atomes à caractère acide ou basique suivant leur position: couche K L M 0% H+ He Ne Li NaBe Mg B Al 50% H C Si N P O S F Cl 100% He Ne Ar

acides bases

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J.C. GRESSIER

Acides et bases

03/12/98

Il faut bien noter que acidité et basicité ne sont pas des caractères de molécules isolées mais sont des notions réactives. C'est à dire qu'une molécule ne peut être acide qu'en présence d'une base qui lui permet de manifester son caractère. De même pour la base. C'est pourquoion ne peut parler de réaction acide ou basique isolée mais uniquement de réaction acido-basique associant les deux partenaires réactifs.

A - Force des acides et des bases
I - Généralités A tout acide correspond une base conjuguée et vice versa. La relation entre les deux espèces chimiques est la réaction : AH
← ← →

A − + H + où AH est l'acide et A– sa base conjuguée. Pour une base onpeut de même écrire ; B + H + → BH où B est la base et BH+ son acide conjugué. La force d'un acide et de sa base conjuguée sont liées. Si un acide est fort, sa base conjuguée est faible et réciproquement. En effet, une espèce dite faible est une espèce peu réactive, de basse énergie, qui se forme donc facilement. Dans une réaction de dissociation acido-basique que l'on peut toujours considérercomme équilibrée, la formation d'une espèce stabilisée est favorisée pour des raisons thermodynamiques. L'équilibre se déplace donc vers la droite et l'espèce qui réagit facilement soit en cédant son proton (l'acide) soit en en captant un (la base) est une espèce réactive que l'on appelle donc "forte". Inversement si l'espèce formée n'est pas stabilisée, possède une énergie élevée et est réactive,elle a tendance à réagir facilement sur le proton (la base A– ) ou à se dissocier en en libérant un (l'acide BH+ ). L'équilibre est donc dans ce cas déplacé vers la gauche; la dissociation de AH ou la capture du proton par B seront contrariés; Les acide et base correspondants seront appelés "faibles". * Exemples : 1)
HCl
← →

Cl − + H +

HCl et Cl– est le couple d'acide - base conjugués. Cl–possède une couche électronique périphérique saturée et est donc une espèce stable très peu réactive. La réaction de droite à gauche est très défavorisée et l'équilibre est totalement déplacé vers la droite. H Cl se dissocie complètement -tout au moins en milieu aqueux- c'est un acide fort et Cl– une base très faible. 2)
OH − + H +
← →

H 2O

L' oxygène de l'anion OH– possède trois doublets...
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