Révision totale des fonctions inorganiques (acides, bases, oxydes, sels) 

Donnez un exemple de réaction de neutralisation

Nommez chaque composant de votre réaction 

Mettez le NOX de chaque élément  

D’où vient le cation du sel ?

D’où vient l’anion du sel ? 

Quelles sont les possibilités pour réaliser des réactions de neutralisation ? 

Comment savoir si une réaction est acido-basique ou d’oxydoréduction ? (8 :58)

Mots et expressions : réactifs, produits, neutralisation, salification, acide, bases, sel, oxyde, réaction d’oxydoréduction, sel de cuisine, métal, non métal, liaison ionique, sérum physiologique, potentiel de repos, natrémie, extracellulaire, intracellulaire,  pompe Na+/K+ atpase  

 

Quelle est la quantité de sel acceptable pour 100g dans une denrée ? 

Si sur l’étiquette de l’aliment on trouve le mot sodium, comment savoir la quantité de sel par 100g ? 

Définissez potentiel de repos.

Qu’est-ce  que ça veut dire (-60mv) ? La référence négative est par rapport à quel compartiment intra ou extracellulaire ? 

Quelle est la fonction de la pompe Na/K atpase ? 

Quelle est l’utilisation du supplément carbonate de calcium ? 

Pourquoi faut-il en prendre pendant les repas ? 

Le cation formé dans le produit vient de la base

L’anion formé dans le produit vient de l’acide

Acide + base

Acide + sel de caractère basique 

Acide + oxyde de caractère basique 

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Base + acide 

Base + sel de caractère acide 

Base + oxyde de caractère acide 

RÉACTIONS ACIDO-BASIQUE

RÉACTIONS DE NEUTRALISATION

Les réactions acide-base les plus courantes sont celles impliquant des acides et des bases d’Arrhenius. Il est également courant pour nous de trouver de telles réactions impliquant des acideset les bases de Brownsted-Löwry, dans certains cas particuliers. Les réactions acido-basiques de Lewis sont étudiées principalement en chimie organique, dans les réactions organiques: cette  théorie est l'une des plus satisfaisantes pour étudier les réactions entre composés qui ne modifient pas nécessairement le pH de l'eau.

Donc ici, l'accent sera mis sur les réactions acide-base impliquant les acides d'Arrhenius, et occasionnellement, des espèces acides ou basiques selon Brownsted-Löwry.

Les réactions de neutralisation sont appelées ainsi parce qu'elles neutralisent l'acidité ou la basicité d'une solution. Par exemple, le vinaigre est un mélange de plusieurs composants dans l'eau, y compris l'acide acétique. Il s'agit donc d'une solution acide (pH <7). Lorsque nous ajoutons une base à cette solution, elle réagit avec l'acide pour former du sel et de l'eau.

Puisque le pH est une mesure de la quantité d'hydrogènes dans un volume donné, la réaction avec la base consomme les hydrogènes libérés par l'acide et le pH a tendance à rester moins acide - alors il peut être neutre, si nous avons la même quantité d'acide et de base, ou de base, si la quantité de base est trop grande.

Observez la séquence des réactions:

1.      Un acide dans l'eau libère H+, abaissant le pH: 

2.      Une base d'eau libère OH-, augmentant le pH: 

3.      Or, les ions H + et OH- peuvent se lier, formant de l'eau: 

4.      Les ions Cl-et Na + pourrait également se rassembler, formant un sel: NaCl

5.      Ainsi, la réaction complète est:             

Dans ce cas, le pH de la solution est neutre, puisque tous les ions H + sont liés au OH-,  pour former de l'eau. Dans ce cas, nous disons que la neutralisation est complète.

Réactions avec des acides et des bases forts et faibles

En fonction de la force des acides et des bases qui réagissent, nous pouvons former des sels acide, basique ou neutre. Voir le tableau ci-dessous et nous l'analyserons au cas par cas.

1.      Acide faible + base forte

Dans de tels cas, nous aurons un sel basique. N'oubliez pas que pour qu'un acide ou une base soit fort, il doit avoir un degré élevé d'ionisation (ou de dissolution). Autrement dit, les acides forts seront sous une forme très ionisée. C'est le cas avec HI:

C'est comme si l'acide «voulait» être fortement ionisé. Dans de tels cas, l'anion de l'acide est très stable avec une charge négative. Alors les hydracides d’halogènes sont généralement des acides forts (atomes électronégatifs). C'est plus favorable, et plus stable, que l'iode, qui a une charge négative qu’elle partage avec l’hydrogène. Ainsi, c'est un acide fort qui libère la quasi-totalité de son H + dans l'eau.

Dans le cas des acides faibles, cela ne se produit pas. Un exemple est HF: l'ion fluorure (F-),  il est très réactif, il a une toute petite charge négative si concentrée qu'elle attire H+ très intensément, et la connexion ne se rompt pas. Autrement dit, mettez simplement des ions F-dans l'eau pour produire une molécule HF, car la connexion entre les deux est très forte:

Notez que, F- agit comme une base de Brownsted-Lowry, recevant un proton et formantHF, une paire acide-base conjuguée. L'eau agit comme un acide de Brownsted-Lowry, donnant un proton et formant OH-.

Ainsi, F- est une base forte et H2O est un acide faible. Voyez que le résultat produitune solution à caractère alcalin, libérant OH-. Donc quand nous avons une base forte et un acide faible, le résultat est une solution de caractère basique.

Voir un exemple avec les acides et bases d'Arrhenius, avec un acide faible et une base forte:

est un sel basique. C'est parce que

se connecte fortement aux H qui finissent par «voler» le H+, et ce qui reste est le OH- :

1.      Base faible + acide fort
Dans ce cas, nous aurons un sel de caractère acide. Le même raisonnement que dans le cas précédent est valide, mais regardons les bases.

Une base forte est celle qui a tendance à libérer tout son OH- dans l'eau. La raison en est que l'atome de métal provenant de la base est de forme plus stable, cationique qui fait une liaison avec l'OH-. C'est le cas des familles IA et IIA, sauf le Béryllium et le Magnésium

Les bases faibles, en revanche, se lient très fortement à OH-. Donc cette connexion est très difficile à casser et très facile à former. C'est le cas du Mg (OH) 2, où le magnésium ne rompt pas la liaison avec OH- et reste sous forme solide même dans l'eau. Le sulfate de magnésium (MgSO4) est donc un sel à caractère acide, carMg se lie si fortement à OH- qu’il finit par «voler» de l'eau, laissant les ions H+:

Alors acide fort

Ainsi, la réaction complète est:

2.      Acide fort + base forte
Dans de tels cas, un sel neutre se forme. C'est parce que le cation de la base et l'anion de l’acide sont plus stables seuls ou liés l'un à l'autre que le lien avec OH- ou H+.

LiOH, base forte: le lithium est très électropositif, préférant être seul que connecté à OH-ou Br, car toutes les orbitales sont remplies sous sa forme cationique (Li0: 1s² 2s¹; Li+: 1s²).

HBr, acide fort: le brome est très électronégatif, il préfère être sous sa forme d’anion que d'établir une connexion avec H ou avec Li, car il a toutes les orbitales remplies (Br0: 3s² 3p5; Br-1: 3s² 3p6).

Ainsi, aucun des réactifs ne «vole» un H+ ou un OH- d'eau, et le sel formé reste neutre.

3.      Acide faible + base faible

Dans ce cas, le caractère du sel dépend de celui des réactifs qui est le plus fort. Si la base est plus forte que l'acide, le sel formé sera basique. Si l'acide est plus fort que la base, le sel sera acide.

En bref,

Acide plus fort que la base → sel acide

Base plus forte que l'acide → sel basique

Force égale → sel neutre

Neutralisation totale et partielle

Jusqu'à présent, nous n'avons vu que des cas où nous avons complètement neutralisé l'acide ou la base. Cependant, cela ne se produit pas toujours, lorsque nous avons des acides ou des bases avec plus d'un OH- ou H+.

Dans ces cas-là, une neutralisation partielle peut se produire, là où l'une des espèces est totalement exempte de protons ou d'hydroxyles.

Les comprimés antiacides, par exemple, sont composés d'hydroxyde de magnésium,

Quand ils réagissent avec l'acide chlorhydrique dans notre estomac, voilà ce qui finit par se passer :

Dans ce cas, un hydroxysel est formé par neutralisation partielle. L'hydroxysel est venu d'un acide fort et d'une base faible, par conséquent, il a un caractère acide.

Un autre exemple très expressif de neutralisation partielle est celui de la production de bicarbonate de sodium, un hydrogénosel à partir de NaOH avec

L’Hydrogénosel, formé d'une base forte et d'un acide faible, est un sel de caractère basique.

Les hydroxysels ont un caractère acide.

Les Hydrogénosels ont un caractère basique.

Neutralisation des acides et bases de Brownsted-Lowry

En plus des acides et bases d'Arrhenius, nous pouvons également neutraliser les sels et oxydes qui sont également de caractère acide ou basique. Comment ces espèces produiront-elles des bases ou des acides dans l'eau, il est également possible de les neutraliser à l'aide d'acides ou de bases.

4.      Neutralisation des sels

La neutralisation du sel la plus courante que nous trouvons est le bicarbonate de sodium, un hydrogénosel. Voir que, dans l'eau, il quitte l'environnement alcalin:

Cela se produit, encore une fois, car l'acide carbonique est un acide faible, «volant» l’hydrogène de l'eau. Là, il y a OH-, et l'acide carbonique subit une décomposition dans le CO2 et l'eau. En conséquence, en joignant les deux dernières équations, nous avons l’équation totale:

Au final, nous pouvons combiner les deux dernières réactions, étape par étape:

Réaction globale:

Ainsi, nous produisons un nouveau sel neutre, neutralisant le sel basique de la source.

5.      Neutralisation des oxydes

Selon le caractère de l'oxyde, on peut également le neutraliser avec un acide ou une base d'Arrhenius.

Neutraliser un oxyde acide, tel que le SO2, qui dans l'eau produit un acide:

Réaction globale:

De la même manière, on peut neutraliser un oxyde basique, qui dans l'eau produit une base d'Arrhenius.

Encore une fois, nous produisons un sel neutre, neutralisant l'oxyde basique du début.