Acides ou bases

[ICILabas]

Bonsoir,

J'ai un petits soucis, concernant les acides/bases.
La plupart du temps, je sais distinguer les acides ou bases le plus connu comme HCl ou NaOH, etc.

Toutefois, lorsque je tombe sur des substances moins connues, je ne sais pas comment procéder.
J'ai fait mes recherches sur internet, mais j'ai l'impression de ne rien avoir "appris".

Quelques techniques nous conseillait de mettre les substances dans l'eau pour voir leurs ions.

ex : NaOH qui donne Na+ + OH-, sachant que Na+, ne réagit pas dans les calcules de pH on sait donc que se sera OH- qui agira et de ce fait que nous sommes dans une solution basique (base forte).

De plus, je sais également que plus le pKa est grand, plus l'acide est fort et ainsi en va pour la base (pKb)

Cependant, que veut dire "grand" ?

L'exercice que j'ai dans mon cours nous demande de calculer le pH, mais sans savoir si cela est une base ou acide fort/faible. Je ne peux rien faire.

Voici la molécule : NH4NO3

Merci d'avance,
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[FC05]

Quels sont les ions pour toi ?

[ICILabas]

Ça serait NH4+ et NO3-,

je sais que NH4+ est un acide et NO3-, une base.

[ICILabas]

mais comment est ce que je peux savoir si elle est forte ou non

[A voir en vidéo sur Futura]

[noir_ecaille]

Par définition, un(e) acide/base fort(e) se dissocie en totalité en milieu aqueux -- pas de pKa à calculer, puisqu'il n'y a pas deux formes de l'acide/base en question. Tout(e) acide/base qui a un pKa (donc avec deux formes possibles en solution aqueuse) est par définition un(e) acide/base faible.

Quant à savoir s'il y a dissociation totale ou pas, c'est question de couches électroniques (ex : les alcalino-terreux vont vite céder leur électron de surface, donc bases fortes ; les halogènes vont vite capter un électron supplémentaires, donc acides forts).

[HarleyApril]

De plus, je sais également que plus le pKa est grand, plus l'acide est fort

Bonsoir

C'est le contraire, plus le pKa est petit, plus l'acide est fort ...

Cordialement

[HarleyApril]

Par ailleurs, à ton niveau, les acides que tu vas rencontrer seront organiques ou minéraux (i.e. sans carbone ... pour simplifier).
Les acides minéraux sont des acides forts pour leur première acidité (sauf H3PO4) : HCl, H2SO4, HClO4
Les acides carboxyliques sont des acides faibles : acide acétique, acide oxalique

Les bases azotées seront des bases faibles : ammoniaque, triéthylamine

Tu verras plus tard que des acides organiques peuvent être forts si on leur met des substituants électronégatifs (par exemple acide trifluoroacétique).
De même pour les bases azotées, on peut les rendre fortes (par exemple guanidine).

Bonne continuation

[Kemiste]

Bonsoir.

Quant à savoir s'il y a dissociation totale ou pas, c'est question de couches électroniques (ex : les alcalino-terreux vont vite céder leur électron de surface, donc bases fortes ; les halogènes vont vite capter un électron supplémentaires, donc acides forts).

J'ai un doute sur ce que tu as voulu dire mais les alcalino-terreux ne sont pas des bases et halogènes ne sont pas des acides. Les acides et bases sont en lien avec les échanges de protons. Un halogène n'ayant aucun proton ne peut pas être un acide. Après si tu parlais des halogénures avec HF, HCl, HBr... on n'est pas non plus dans le cas systématiques d'acides forts. HF est un acide faible alors que HCl est un acide fort.

Les alcalino-terreux peuvent réagir avec l'eau, pour certains, et dans certaines conditions, mais on est dans le cas de réaction redox.

[noir_ecaille]

Je ne parle pas des atomes en tant que base ou acide mais plutôt de leurs produits couramment rencontrés : soude, potasse, acide chlorhydrique, acide fluorique...). Je sais parfaitement qu'un acide est donneur de proton(s) -- je n'arrive pas à croire qu'en parlant de dissociation totale en milieu aqueux (et pas de fission...), vous ayez cru que je pensais à un genre de "fission atomique"

Si les halogènes forment des acides, c'est bien parce qu'ils piques des électrons, puis des protons ! Si les alcalino-terreux forment des bases, c'est bien parce qu'ils cèdent un électron et s'associent à un ion en prenant la place d'un proton.

[Kemiste]

Je ne parle pas des atomes en tant que base ou acide mais plutôt de leurs produits couramment rencontrés : soude, potasse, acide chlorhydrique, acide fluorique...). Je sais parfaitement qu'un acide est donneur de proton(s) -- je n'arrive pas à croire qu'en parlant de dissociation totale en milieu aqueux (et pas de fission...), vous ayez cru que je pensais à un genre de "fission atomique"

Je n'ai à aucun moment pensé qu'il s'agissait de fission atomique, je n'ai rien dit de tel. Je maintiens que les phrases : "Par définition, un(e) acide/base fort(e) se dissocie en totalité en milieu aqueux -- pas de pKa à calculer" "Quant à savoir s'il y a dissociation totale ou pas, c'est question de couches électroniques" et "les alcalino-terreux vont vite céder leur électron de surface, donc bases fortes ; les halogènes vont vite capter un électron supplémentaires, donc acides forts" sont fausses.

Même pour les acides forts et les bases fortes il y a une échelle de pKa. Ces pKa peuvent être extrapolés en milieu aqueux ou calculer dans d'autres solvants. En général quand on ne donne pas de pKa c'est qu'on considère que l'acide est fort.

Comme expliqué avant, la dissociation pour un élément de la même famille ne sera pas forcément la même donc la dissociation totale ou non ne peut pas être expliquer simplement par la nature de la couche électronique. Avec certains halogénures il ne se passe pas grand chose non plus. Un peu de NaCl dans l'eau ne va pas trop modifier le pH...

Si les halogènes forment des acides, c'est bien parce qu'ils piques des électrons, puis des protons ! Si les alcalino-terreux forment des bases, c'est bien parce qu'ils cèdent un électron et s'associent à un ion en prenant la place d'un proton.

Les alcalino-terreux peuvent perdre un électron (réaction redox) et le fait qu'ils s'associent à un ion ne signifie pas qu'ils prennent la place d'un proton. L'association avec un ion quelconque n'a aucun lien avec le caractère acido-basique. Les alcalino-terreux ne sont ni des acides (ne pouvant pas donner de proton) ni des bases (ne pouvant pas capter de protons). Les hydroxydes d'alcalino-terreux, par contre, sont des bases du fait de la présence des ions hydroxydes. De la même façon, les hydroxydes de métaux alcalins sont des bases du fait de la libération des ions hydroxydes qui sont une base forte.

De même, les halogènes gagnent un électron selon une réaction redox pour donner des halogénures. Les halogénures (et non les halogènes) sont des bases (indifférentes ou faibles) car pouvant s'associer à un proton dans certains cas pour pour former ou non l'acide correspondant (fort ou faible). En solution aqueuse, les ions chlorures, par exemple, ne vont pas former HCl car c'est un acide fort.

[noir_ecaille]

Faux pour le NaCl : si on ajoute un sel de base forte (NaCl) avec un acide faible (H₂O), alors le résultat est +/- alcalin en fonction de la quantité. Ce n'est pas pour rien qu'on parle d'acidification des océans notamment du fait de la dillution par fonte des calottes polaires Au pire si vous ne me croyez pas, prenez de l'eau pure, du NaCl et un pHmètre et faites vous-même l'expérience en ajoutant progressivement du NaCl jusqu'à saturation de la solution. Ou cherchez des publications : https://cdn.esa.ch/_storage/asset/28...e_Securite.pdf

Et je précise pourquoi j'ai vulgarisé en parlant d'absence de pKa : c'est trrrèèès compliqué à vulgariser auprès des néophytes, surtout de leur parler d'un pKa à -7 pour l'acide chlorydrique par exemple -- déjà qu'à cet "âge tendre" ils ne savent pas encore ce qu'est un logarithme, et par-dessus évoquer les calculs de produit de dissociation acide quand ladite dissociation est totale, ça va au mieux complètement les déboussoler

Les bases ne sont pas caractérisées par l'ion hydroxyle (cf NaCl, KCl, NH₃, etc). C'est un produit secondaire du fait qu'en milieu aqueux l'acide faible H₂O va céder un proton (réaction acido-basique quand on dissout un produit alcalin dans l'eau). L'hydroxyle entre dans d'autres réactions qu'acido-basique seulement (ex : saponification), c'est certes un accepteur de proton (comme d'autres réactifs alcalins) mais en aucun cas la marque de l'alcalinité -- ce n'est pas la réciproque du proton qui, lui, est marqueur d'acidité.

Les halogènes tendent à former des acides, c'est à dire qu'il existe forcément quelque part une forme alcaline (l'hallogénure) mais en dissolvant du fluor ou du chlore dans l'eau, c'est bien une acidification qui s'observe :
Cl₂ + H₂O ==> HClO + HCl

[gts2]

Faux pour le NaCl : si on ajoute un sel de base forte (NaCl) avec un acide faible (H₂O), alors le résultat est +/- alcalin en fonction de la quantité. Ce n'est pas pour rien qu'on parle d'acidification des océans notamment du fait de la dilution par fonte des calottes polaires

Vous voulez dire que l'acidification des océans est due à NaCl ?

[noir_ecaille]

Non, tout le contraire. Le pH de nos océans baisse parce qu'ils absorbent un apport en eaux douces issu de la font des calottes polaires -- donc ça dilue le NaCl (on peut même dire que ça acidifie avec l'apport d'acide faible qu'est H₂O), d'où baisse de pH. C'est un premier facteur d'acidification mais pas le seul (cf dissolution du CO₂ en milieu aqueux, soit un apport supplémentaire en acides faibles).

[gts2]

Une référence liant la baisse du pH des océans à la dilution de NaCl ?

Votre autre référence n'en est pas une : on parle de NaCl à min 97% et les autres espèces sont basiques, on peut donc imaginer, comme le dit votre texte, un pH variant de 7 à 9, cela n'est pas liè à NaCl.

[Kemiste]

Il y a une méconnaissance du sujet là...

Faux pour le NaCl : si on ajoute un sel de base forte (NaCl) avec un acide faible (H₂O), alors le résultat est +/- alcalin en fonction de la quantité. Ce n'est pas pour rien qu'on parle d'acidification des océans notamment du fait de la dillution par fonte des calottes polaires Au pire si vous ne me croyez pas, prenez de l'eau pure, du NaCl et un pHmètre et faites vous-même l'expérience en ajoutant progressivement du NaCl jusqu'à saturation de la solution. Ou cherchez des publications : https://cdn.esa.ch/_storage/asset/28...e_Securite.pdf

Le sel n'est pas du tout une base forte ! Cela voudrait donc dire que lorsque l'ont fait cuire ses pates on finit par fabriquer de la soude ?

Et je précise pourquoi j'ai vulgarisé en parlant d'absence de pKa : c'est trrrèèès compliqué à vulgariser auprès des néophytes, surtout de leur parler d'un pKa à -7 pour l'acide chlorydrique par exemple -- déjà qu'à cet "âge tendre" ils ne savent pas encore ce qu'est un logarithme, et par-dessus évoquer les calculs de produit de dissociation acide quand ladite dissociation est totale, ça va au mieux complètement les déboussoler

Il y a une différence entre vulgariser et donner des infos qui ne sont pas vraies. Dire qu'il n'y a pas de pKa est faux. Ici nous sommes sur la partie chimie du forum, on peut donc parler de chimie... Dire que pour les acides forts on a des pKa < 0 qui ne sont en général pas donnés ne devrait pas être trop compliqué à assimiler.

Les bases ne sont pas caractérisées par l'ion hydroxyle (cf NaCl, KCl, NH₃, etc). C'est un produit secondaire du fait qu'en milieu aqueux l'acide faible H₂O va céder un proton (réaction acido-basique quand on dissout un produit alcalin dans l'eau). L'hydroxyle entre dans d'autres réactions qu'acido-basique seulement (ex : saponification), c'est certes un accepteur de proton (comme d'autres réactifs alcalins) mais en aucun cas la marque de l'alcalinité -- ce n'est pas la réciproque du proton qui, lui, est marqueur d'acidité.

Tout d'abord NaCl et KCl ne sont pas considérés comme des bases. Comme les acides conjugués sont des acides forts, les bases associées sont considérées comme indifférentes. Après ne me fait pas dire ce que je n'ai pas dit. J'ai parlé des hydroxydes de métaux pour illustrer le côté basique de ces espèces.

Dans tous les cas, la formation d'ion hydroxyde est évidemment lié au caractère acido-basique d'une substance. Par définition : Base + H₂O = acide conjugué + HO^-

Le fait que l'ion hydroxyde interviennent dans l'autres réactions ne change absolument rien aux caractère acide ou basique des espèces. Les amines peuvent réagir dans des réaction de SN, ce sont pourtant toujours des bases.

Les halogènes tendent à former des acides, c'est à dire qu'il existe forcément quelque part une forme alcaline (l'hallogénure) mais en dissolvant du fluor ou du chlore dans l'eau, c'est bien une acidification qui s'observe :
Cl₂ + H₂O ==> HClO + HCl

Ici tu nous donnes un exemple de réaction redox. Cl₂ ne joue en aucun cas le rôle d'acide ou de base ici.

PS : en chimie le terme "alcalin" n'est plus utilisé depuis très longtemps, on utilise le terme "basique".

[noir_ecaille]

Référence ? Mesurer le pH d'une solution aqueuse saturée en NaCl déjà.

Pour info : NaCl + H₂O ==> NaOH + HCl

Or HCL est un gaz, certes soluble mais qui s'échappe aussi selon sa constante d'équilibre (constante de Henry, pour les notions : http://www2.chm.ulaval.ca/gecha/chm1...nte_henry.html).

Je continue de chercher la constante de Henry pour le chlorure d'hydrogène (parmi la pléthore de perroquets sur la "neutralité" théorique de la solution -- logique mais incomplet). Sachez simplement que ce phénomène rend l'eau salée de plus en plus alcaline au fil du temps.

[gts2]

Référence ? Mesurer le pH d'une solution aqueuse saturée en NaCl déjà.

Relativement problématique, on arrivera difficilement à mesurer pH=7, la moindre impureté (par exemple CO2 de l'air) perturbant le pH.
Ou dans votre lien précédent le carbonate de magnésium MgCO3 inférieur à 2%, largement suffisant pour atteindre un pH de 9.

NaCl + H2O ==> NaOH + HCl

Cette réaction n'a pas lieu : la réaction est NaCl(s) + H2O ==> Na+(aq) + Cl-(aq)

sachez simplement que ce phénomène rend l'eau salée de plus en plus alcaline au fil du temps.

Une référence ?

[Kemiste]

Pour info : NaCl + H₂O ==> NaOH + HCl.

Enlevons les ions specteurs pour voir (parce que oui dans l'eau NaCl est sous la forme Na⁺ + Cl^-...) :

on a donc Na⁺ + Cl^- + H₂O -> Na⁺ + HO^- + H⁺ + Cl^-, donc au final H₂O -> HO^- + H⁺. En fait c'est juste l'autoprotolyse de l'eau... Qui se fait sans NaCl... Il faudrait revoir la notion d'ions spectateurs aussi !

[noir_ecaille]

Une référence ?

Sans doute trop vieille, qui expliquait que le pH océanique "initial" était probablement plutôt acide (dû à l'atmosphère riche en CO₂) puis s'était alcalinisé par incorpotation d'ions sédimentaires (NaCl en particulier).

Par contre je découvre que je me suis trompé : c'est le couple CO₂/CO₃^- qui régule le pH océanique.

[gts2]

le pH océanique initial était probablement plutôt acide (dû à l'atmosphère riche en CO₂) puis s'était alcalinisé par incorporation d'ions sédimentaires (NaCl en particulier)

Oui pour les sédiments (carbonates ...) non pour NaCl.

[mach3]

Référence ? Mesurer le pH d'une solution aqueuse saturée en NaCl déjà.

Pour info : NaCl + H₂O ==> NaOH + HCl

Or HCL est un gaz, certes soluble mais qui s'échappe aussi selon sa constante d'équilibre (constante de Henry, pour les notions : http://www2.chm.ulaval.ca/gecha/chm1...nte_henry.html).

Je continue de chercher la constante de Henry pour le chlorure d'hydrogène (parmi la pléthore de perroquets sur la "neutralité" théorique de la solution -- logique mais incomplet). Sachez simplement que ce phénomène rend l'eau salée de plus en plus alcaline au fil du temps.

ouh... ça pique les yeux...

La tension de vapeur d'HCl en équilibre avec une solution de chlorure de sodium est absolument négligeable.

Déjà pour les solutions d'acide chlorhydrique de concentration inférieure à 6M, la tension de vapeur d'HCl est inférieure à celle de l'eau, elle même inférieure à celle de l'eau dans l'eau pure, à cause d'un azéotrope. Mais en plus comme c'est le rapport tension de vapeur sur concentration qui est une constante thermodynamique (bon, en approximation, normalement il faut considérer fugacité et activité) et que la concentration en HCl dans une solution de NaCl est environ 10 milliard de fois plus petite que la concentration en NaCl (pKa = pH + pCl- - pHCl, avec pKa=-3 environ), ça fera une tension de vapeur en HCl environ 10 milliard de fois plus petite pour une solution de NaCl que pour une solution de HCl de même concentration molaire.
L'eau s'évaporant plus vite que la quantité négligeable de chlorure d'hydrogène qui se forme, on finit non pas avec de la soude, mais avec du sel cristallisé...

m@ch3

[noir_ecaille]

Miam ! Merci pour toutes ces délicieuses rectifications

Je vais regarder cette histoire d'azéotrope aussi. Je vois le concept mais encore du mal à appréhender ses conséquences...