Physique-Chimie · Terminale · Déterminer les composantes d’un système chimique
Acides et bases selon Brönsted
Un proton qui change de main.
En bref
Toute la chimie des solutions de Terminale tient dans une seule particule qui se déplace : le proton H⁺.
Toute la chimie des solutions de Terminale tient dans une seule particule qui se déplace : le proton H⁺. Brönsted en a donné une définition qui vaut pour toutes les réactions acido-basiques.
Les deux définitions
| Espèce | Ce qu’elle fait du proton |
|---|---|
| Un acide | Il le cède |
| Une base | Elle le capte |
Rien n’est acide ou basique dans l’absolu : une espèce l’est face à une autre, qui joue le rôle inverse. C’est ce qui distingue Brönsted de toutes les définitions antérieures.
Le couple acide/base
À tout acide AH correspond la base A⁻ qu’il devient en perdant son proton. Ils forment un couple, relié par une demi-équation :
AH = A⁻ + H⁺
| Couple | Acide | Base |
|---|---|---|
| Acide éthanoïque | CH₃COOH | CH₃COO⁻ |
| Ammonium | NH₄⁺ | NH₃ |
| Oxonium | H₃O⁺ | H₂O |
| Eau | H₂O | HO⁻ |
| Dioxyde de carbone | CO₂,H₂O | HCO₃⁻ |
La réaction acido-basique
Le proton ne reste jamais seul en solution : il passe directement de l’acide d’un couple à la base d’un autre. On additionne les deux demi-équations, l’une dans le sens direct, l’autre dans le sens inverse.
CH₃COOH + HO⁻ donne CH₃COO⁻ + H₂O
Une réaction acido-basique est donc toujours un transfert de proton entre deux couples.
L’eau, espèce amphotère
| Couple | Rôle de l’eau |
|---|---|
| H₂O / HO⁻ | Elle y est l’acide |
| H₃O⁺ / H₂O | Elle y est la base |
Une espèce qui joue les deux rôles est dite amphotère — c’est aussi le cas de HCO₃⁻ et des acides aminés.
L’autoprotolyse de l’eau
Deux molécules d’eau échangent un proton entre elles : 2 H₂O = H₃O⁺ + HO⁻
Cette réaction, très limitée, explique deux faits : l’eau pure conduit faiblement le courant, et H₃O⁺ et HO⁻ sont toujours présents ensemble.
Le proton H⁺ n’existe pas libre en solution aqueuse : il est immédiatement fixé par une molécule d’eau pour donner l’ion oxonium H₃O⁺. D’où la convention d’écriture — H₃O⁺ dans les équations, H⁺ seulement dans les demi-équations.
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6 questions pour vérifier
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1.Selon Brönsted, un acide est une espèce qui…
2.Quelle est la base conjuguée de l’acide éthanoïque CH₃COOH ?
3.Une espèce amphotère peut jouer le rôle d’acide ET de base.
4.Dans une réaction acido-basique, que s’échangent les réactifs ?
5.Pourquoi écrit-on H₃O⁺ plutôt que H⁺ dans les équations en solution aqueuse ?
6.L’équation 2 H₂O = H₃O⁺ + HO⁻ porte le nom de…
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