Les acides chlorhydriques

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Leçon n° 13. L’ acide chlorhydrique.

Plan de la leçon.

I.Structure de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

I.1. Formation de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

I.2. Propriétés de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

II.Le chlorure d’ hydrogène en solution aqueuse, l’ acide chlorhydrique.

II.1. Propriétés acido-basiques et caractérisation de l’ acidechlorhydrique.
II.1.1. Propriétés de l’ ion hydronium, H3O+.
II.1.2. Caractérisation de l’ ion chlorure, Cl-.

II.2. Propriétés oxydoréductrices de l’ acide chlorhydrique.

II.2.1. Le couple H3O+ / H2.

II.2.2. Action sur les métaux.
II.2.2.1. Action sur le fer.
II.2.2.2. Action sur l’ aluminium.
II.2.2.3. Action sur le zinc.
II.2.2.4. Action sur le cuivre.
II.2.2.5. Conclusion.Pré-requis.

Structure de l’ atome. Classification périodique des éléments chimiques. Liaison de covalence. Oxydoréduction. Acides et bases.

I.Structure de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

I.1. Formation de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

La molécule de chlorure d’ hydrogène est constituée d’ un atome d’ hydrogène et d’ un atome de chlore.
Le numéro atomique Z de l’ élémenthydrogène, H, est égal à 1.
Le numéro atomique Z de l’ élément chlore est égal à 17.

La structure électronique d’ un atome de l’ élément hydrogène, dans l’ état fondamental, est (K)1.
L’ hydrogène possède un seul électron.

La structure électronique d’ un atome de l’ élément chlore, dans l’ état fondamental, est (K)2(L)8(M)7.
Le chlore possède sept électrons sur sa couche externe.Afin de satisfaire à la règle de l’ octet (pour le chlore) et à celle du duet (pour l’ hydrogène), la molécule de chlorure d’ hydrogène est formée par la mise en commun de deux électrons, l’ un provenant de l’ atome d’ hydrogène, l’ autre provenant de la couche externe de l’ atome de chlore.
H . + .Cl → H-Cl.
La molécule de chlorure d’ hydrogène est linéaire et la longueur de la distanceinteratomique H-Cl est de l’ordre de 100 pm (1 pm = 10-12 m).

I.2. Propriétés de la molécule de chlorure d’ hydrogène, HCl.

Les électrons de la liaison de covalence sont, globalement, davantage attirés par l’ atome de chlore que par l’ atome d’ hydrogène.
Le chlore est un élément davantage « électronégatif » que l’ hydrogène.
Ce phénomène est identique à celui qui se produit dans le cas de lamolécule d’ eau (voir leçon n° 11).
En conséquence, la molécule de chlorure d’ hydrogène est polarisée et prend un caractère - sur l’ atome de chlore et un caractère + sur l’ atome d’ hydrogène.


H-Cl.

A température ambiante et sous une pression normale le chlorure d’ hydrogène se présente sous la forme d’ un gaz.

La masse molaire, M, de ce gaz est de 36,5 g.mol-1.

La densité d, dece gaz (voir cours de physique), est donnée par la formule suivante :

d= .
Le nombre 29 représente la masse de 22,4 L d’ air, sous une pression de 1013 hPa et une température de 273 K, c’ est à dire 0°C..
L’ air est assimilé à un mélange constitué de 0,8 mol de diazote, N2, et 0,2 mol de dioxygène, O2.
Pour le chlorure d’ hydrogène gazeux, la densité, d, sera alors égale à 36,5 / 29, soit1,26.
Le chlorure d’ hydrogène est doncun gaz plus dense que l’ air.

Du fait de sa polarisation, la molécule de chlorure d’ hydrogène est soluble dans l’ eau.
« Les semblables dissolvent les semblables » (voir leçon n° 11).

II. Le chlorure d’ hydrogène en solution aqueuse, l’ acide chlorhydrique.

La dissolution simple du chlorure d’ hydrogène dans l’ eau est suivie d’ une rupture de lamolécule de chlorure d’ hydrogène, HCl, en deux fragments ionisés, l’ ion hydrogène H+ et l’ anion chlorure, Cl-.
Le passage du courant électrique dans la solution (voir cours de physique sur les effets du courant électrique) est le témoin de l’ ionisation de la solution.

L’ ion hydrogène, H+, est vite hydraté et devient l’ ion hydronium, H3O+.

Le bilan de la dissolution-ionisation de...
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