A Les acides et les bases selon la théorie de Brönsted

Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H⁺ en solution aqueuse.

Une base est une espèce chimique capable de capter un proton H⁺ en solution aqueuse.

B Les couples acide/base

Un couple acide/base comporte un acide A et une base B. Une demi-équation lie les deux espèces chimiques : A = B + H⁺

Les espèces A et B sont dites conjuguées et forment le couple A/B. On utilise le signe égal dans les demi-équations. La forme acide est écrite en premier dans un couple acide-base.

La molécule d'eau fait partie de deux couples acide/base : H₃O⁺/H₂O et H₂O/OH^–.Elle peut capter ou céder un proton H⁺.

C La réaction acide/base

Une réaction acide/base est une réaction au cours de laquelle il y a un transfert de proton H⁺. Elle se produit entre l'acide A₁Hd'un couple ${\text{A}}_1{\text{H/A}}_1^{-}$ et la base ${\text{A}}_2^{-}$ d'un autre couple ${\text{A}}_2{\text{H/A}}_2^{-}$ pour former les deux espèces conjuguées ${\text{A}}_1^{-}$ et A₂H.

L'équation s'écrit directement : A₁H + ${\text{A}}_2^{-}$$\rightleftarrows$${\text{A}}_1^{-}$ + A₂H car il y a échange d'un seul proton dans chaque couple. On ne sait pas si la réaction est totale ou non.

Ainsi, si on considère la réaction du chlorure d'hydrogène HCl faisant partie du couple HCl/Cl^– avec l'eau H₂O, il faut prendre H₃O⁺/H₂O car HCl doit réagir avec une base. L'équation s'écrit :

HCl + H₂O $\to$ H₃O⁺ + Cl^–

D Les acides forts

Lors de la réaction avec l'eau, un acide AH va céder un proton à l'eau H₂O qui agit comme une base. On obtient alors les deux espèces conjuguées A^– et H₃O⁺ selon l'équation :

AH + H₂O $\rightleftarrows$ A^– + H₃O⁺

Lorsque l'acide AH est fort, cette réaction avec l'eau est totale et la base conjuguée A^– ne réagit pas du tout avec l'eau, elle est très faible. On met une simple flèche dans l'équation :

AH + H₂O $\to$ A^– + H₃O⁺

Le pH d'une solution d'acide fort de concentration c peut être calculé selon pH = – log c.

Si pour une solution acide le pH d'une solution est supérieur à – log c, alors il s'agit d'un acide faible.

E Les acides faibles

Si l'acide AH est faible, la réaction avec l'eau est partielle : tout l'acide AH ne se transforme pas et la base conjuguée A^– est une base faible, elle réagit partiellement avec l'eau. On met un signe = ou une double flèche dans l'équation :

AH + H₂O $\rightleftarrows$ A^– + H₃O⁺

Lors de la dilution d'une solution acide, le pH augmente et tend vers 7,0 (la neutralité) si on dilue beaucoup. Dans le cas d'une solution d'acide fort, si la solution est diluée 10 fois, le pH augmente de 1.

F Les bases fortes

Lors de la réaction avec l'eau, une base B va capter un proton de l'eau H₂O qui agit comme un acide. On obtient alors les deux espèces conjuguées BH⁺ et HO^– selon l'équation :

B + H₂O = BH⁺+ HO^–

Si la base B est forte, cette réaction avec l'eau est totale et l'acide conjugué BH⁺ ne réagit pas du tout avec l'eau, il est très faible. On met une simple flèche dans l'équation :

B + H₂O $\to$ BH⁺+ HO^–

Le pH d'une solution de base forte de concentration c peut être calculé selon pH = 14 + log c.

Si pour une solution basique le pH d'une solution est inférieur à 14 + log c, alors il s'agit d'une base faible.

G Les bases faibles

Si la base B est faible, cette réaction avec l'eau est partielle et l'acide conjugué BH⁺ est un acide faible, il réagit partiellement avec l'eau, il est très faible. On met un signe = ou une double flèche dans l'équation :

B + H₂O $\rightleftarrows$ BH⁺+ H₃O⁺

Lors de la dilution d'une solution basique, le pH diminue et tend vers 7,0 la neutralité si on dilue beaucoup. Dans le cas d'une solution de base forte, si la solution est diluée 10 fois, le pH diminue de 1.