Savais-tu que les acides font partie intégrante de notre alimentation ? De nombreux fruits, dont l'orange et le citron, les produits laitiers, le poisson et la viande, le cacao, les féculents comme le blé et les boissons gazeuses (soda, cola) contiennent tous des acides. Le suc gastrique utilisé par le système digestif pour digérer les aliments a pour principal composant l'acide chlorhydrique. Il semble donc important de savoir comment les différents acides réagissent avec les différentes substances. C'est ce dont nous allons parler dans cet article.
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Équipe enseignants Réactions des acides
Sauter à un chapitre clé
Dans une solution aqueuse, les acides s'ionisent pour donner un cation H+ et un anion.
Une solution aqueuse est une solution dans laquelle l'eau est le solvant , c'est-à-dire une solution dans laquelle l'eau est utilisée pour dissoudre quelque chose.
En mélangeant du sel de table à de l'eau, on obtient une solution aqueuse de sel. De même, mélanger du café dans de l'eau donne une solution aqueuse.
Considérons un acide arbitraire HA. L'acide HA s'ionise dans une solution aqueuse comme suit -
$$HA\rightarrow H^{+}+A^{-}$$$
Ici, H+ est un ion hydrogène et A- est un anion quelconque. L'anion de l'acide (A-) peut être monoatomique ou polyatomique. Les anions monoatomiques peuvent être le chlorure (Cl-), le bromure (Br-), etc. Les anions polyatomiques sont constitués de plusieurs atomes, comme le nitrate (NO3-), le sulfate (SO42-), le carbonate (CO32-).
Lesacides sont des substances chimiques qui ont un goût aigre en solution aqueuse, qui sont corrosives et qui font virer le papier tournesol bleu au rouge.
Les acides sont des substances qui libèrent des protons (H+) dans une solution aqueuse ou qui forment une liaison covalente avec une paire d'électrons non liants d'une autre molécule.
Les acides qui libèrent des ions H+ sont appelés acides de Bronsted-Lowry.
Les acides qui forment une liaison covalente avec une paire d'électrons non liants d'uneautre molécule (acceptent une paire d'électrons) sont appelés acides de Lewis.
Certains acides sont des acides forts, tandis que d'autres sont des acides faibles. Les acides forts sont ceux qui s'ionisent complètement pour donner des ions H+ dans une solution aqueuse. Les acides faibles ne s'ionisent pas complètement dans une solution aqueuse. Une solution contenant une certaine quantité d'acide faible sera moins acide qu'une solution contenant la même quantité d'acide fort.
L'acidité d'une solution est mesurée sur une échelle de pH. L'échelle de pH varie de 0 à 14. Les solutions dont le pH est < 7 sont acides, celles dont le pH est > 7 sont basiques, et pH = 7 indique une solution neutre. L'eau a un pH de 7. Les acides très forts ont un pH de 0 (acide chlorhydrique avec une concentration de 1 mol L-1). De même, les bases très fortes ont un pH de 14 (hydroxyde de sodium avec une concentration de 1 mol L-1).
Le pH d'une solution est plus faible (plus acide) si la concentration en ions H+ est plus importante. Un acide faible ne s'ionise pas complètement dans une solution aqueuse, c'est pourquoi la concentration en ions H+ est moindre, et donc le pH est moindre. C'est pourquoi il est moins acide qu'une solution contenant la même quantité d'acide fort.
Voici quelques exemples d'acides :
Tous les acides réagissent de la même manière avec des substances particulières. Nous allons étudier ces réactions générales des acides, qui comprennent - la réaction de l'acide avec l'hydroxide métallique - la réaction de l'hydroxide avec l'eau.
Les hydroxydes métalliques sont des produits chimiques qui neutralisent les acides. Tous les hydroxydes métalliques sont des bases ou des alcalins.
Lesbases sont des substances qui ont un goût amer dans une solution aqueuse, qui sont glissantes au toucher et qui changent la couleur du papier tournesol bleu en rouge. Les bases libèrent des ions hydroxyde (OH-) dans une solution aqueuse.
Lesalcalins sont des bases solubles dans l'eau. Tous les alcalins sont des bases, mais toutes les bases ne sont pas des alcalins.
Lorsqu'un acide réagit avec une base, la réaction produit du sel et de l'eau. Le chlorure de sodium (composant clé du sel de table) est produit par la réaction de l'acide chlorhydrique et de l'hydroxyde de sodium, une base.
$$acid\N- +\N métal\N- hydroxide\N- \Ndroit\N sel\N- +\N eau$$$.
En chimie, un sel est un composé ionique constitué d'un cation (ion positif) provenant d'une base et d'un anion (ion négatif) provenant d'un acide.
Le chlorure de sodium (NaCl), un composant clé du sel de table, peut être produit par la réaction de l'acide chlorhydrique (HCl), qui est un acide, et de l'hydroxyde de sodium (NaOH), qui est une base.
La réaction de l'acide chlorhydrique et de l'hydroxyde de sodium produit du chlorure de sodium, un sel qui est le principal composant du sel de table utilisé en cuisine.
$$HCl+NaOH\rightarrow NaCl+H_{2}O$$$
L'ion hydrogène H+ de l'acide et l'ion hydroxyde OH- de la base se combinent pour former de l'eau. L'anion de l'acide et le cation de la base se combinent pour former le sel. Jette un coup d'œil à une autre réaction acide-base -
$$H_{2}SO_{4\ (aq)}+Cu(OH)_{2}\rightarrow CuSO_{4}+2H_{2}O$$.
L'acide sulfurique réagit avec l'hydroxyde de cuivre pour produire du sulfate de cuivre et de l'eau. L'anion de l'acide sulfurique est le sulfate (SO4-) et le cation de l'hydroxyde de cuivre est le cuivre (Cu2+). Voyons maintenant un autre type d'acide qui réagit avec une base.
$$HNO_{3}+NaOH\rightarrow NaNO_{3}+H_{2}O$$
HNO3est l'acide nitrique. Lorsqu'il réagit avec la base hydroxyde de sodium (NaNO3), il produit du sel de nitrate de sodium (NaNO3).
Points à retenir sur la réaction des acides et des bases :
Les acides réagissent avec les métaux pour donner un sel et de l'hydrogène.
Acide + Métalrightarrow Salt+H_{2\(g)}$$.
Le métal forme un composé avec l'anion libéré par l'acide, et le cation H+ libéré se combine pour former de l'hydrogène.
Prenons l'exemple de la réaction du chlorure d'hydrogène avec le magnésium.
$$HCl_{(aq)}+Mg_{(s)}\rightarrow MgCl_{2\ (aq)}+H_{2\ (g)}$$$
L'acide chlorhydrique s'ionise en ions hydrogène (H+) et en ions chlorure (Cl-). Le magnésium solide réagit avec l'acide pour former du chlorure de magnésium et de l'hydrogène gazeux se dégage.
Lorsque tu effectues cette réaction dans une éprouvette au laboratoire de chimie, tu peux tester le gaz hydrogène libéré en approchant une bûchette allumée de l'éprouvette. L'hydrogène est très inflammable et tu entendras un bruit sec lorsque l'hydrogène libéré s'enflammera à cause de la bûchette allumée.
Comme la réaction de l'acide avec les métaux est spontanée (elle se produit automatiquement sans l'aide de la chaleur ou d'un catalyseur), les acides sont considérés comme corrosifs pour les métaux. Les métaux perdent leurs propriétés lorsqu'ils réagissent avec les acides pour former des sels. Cela peut endommager les structures ou les objets qui sont faits de métal. C'est ce qu'on appelle la corrosion des métaux.
Garde à l'esprit que la réaction des métaux avec l'acide n'est pas appelée corrosion, elle ne fait que provoquer la corrosion.
Les carbonates métalliques sont des composés dont le cation est un métal et l'anion un ion carbonate (CO32-). Les acides réagissent avec les carbonates métalliques pour produire du sel, de l'eau et du dioxyde de carbone.
Acide + métal - carbonate - sel - eau - CO_{2 (g)}$$.
Prenons l'exemple de la réaction entre l'acide chlorhydrique et le carbonate de cuivre :
$$2HCl_{(aq)}+CuCO_{3 (s)}\rightarrow CuCl_{2\(aq)}+H_{2}O_{(l)}+CO_{2\(g)}$$$.
Les produits sont similaires à ceux de l'acide chlorhydrique réagissant avec l'hydroxyde de cuivre (Cu(OH)2), avec un produit supplémentaire, le dioxyde de carbone, qui est dégagé en raison de la présence du groupe carbonate. Prenons un autre exemple :
$$HBr_{(aq)}+MgCO_{3(s)}\rightarrow MgBr_{2(aq)}+H_{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
L'acide dans la réaction ci-dessus est le bromure d'hydrogène (HBr), et il réagit avec le carbonate de magnésium (MgCO3). Le sel produit est le bromure de magnésium (MgBr2).
Les hydrogénocarbonates métalliques sont des produits chimiques dont le cation est un métal et l'anion est HCO3-. Les hydrogénocarbonates métalliques sont également appelés bicarbonates métalliques.
Acide + bicarbonate métallique + sel + eau + CO_{2 (g)}$$.
Les bicarbonates métalliques réagissent avec les acides pour produire les mêmes produits que les carbonates métalliques.
$$HCl_{(aq)}+NaHCO_{3(s)}\rightarrow NaCl_{(aq)}+H_{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
Dans la réaction ci-dessus, l'acide chlorhydrique réagit avec le bicarbonate de sodium (NaHCO3) pour produire du sel de chlorure de sodium, ainsi que de l'eau et du dioxyde de carbone. Regarde un autre exemple - la réaction du bicarbonate de potassium avec l'acide nitrique.
$$HNO_{3(aq)}+KHCO_{3(s)}\rightarrow KNO_{3(aq)}+H^{2}O_{(l)}+CO_{2(g)}$$
Le sel produit dans cette réaction est le nitrate de potassium (KNO3), et comme d'habitude, du dioxyde de carbone gazeux est libéré.
Les acides neutralisent les bases faibles, comme ils le font pour les bases fortes. Mais certaines bases faibles ne contiennent pas d'hydroxyde (OH-) et ne produisent donc pas d'eau lorsqu'elles réagissent avec des acides.
Acide + base faible + sel + eau $$$$.
L'ammoniaque est un exemple de base faible.
$$HCl_{(aq)}+NH_{3(g)}\rightarrow NH_{4}Cl_{(aq)}$$
La réaction de l'ammoniac avec l'acide chlorhydrique produit du chlorure d'ammonium.
Contrairement à de nombreuses autres bases, il ne contient pas d'ion hydroxyde (OH-). L'ammoniac a une grande affinité pour les protons, c'est-à-dire qu'il accepte facilement un ion H+. L'ammoniac gagne un ion H+ pour devenir un ion ammonium (NH4+). Les acides réagissent avec l'ammoniac pour produire des sels d'ammonium.
Peux-tu deviner quel sera le produit si l'ammoniac réagit avec l'acide sulfurique ?
$$H_{2}SO_{4(aq)}+2NH_{3(g)}\rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4(aq)}$$
La réaction ci-dessus est celle de l'acide sulfurique et de l'ammoniac. La réaction produit un sel de sulfate d'ammonium.
L'hydroxyde d'aluminium est un autre exemple de base faible. La réaction de Al(OH)3 avec un acide produit du sel et de l'eau.
$$HCl+Al(OH)_{3}\rightarrow AlCl_{3}+H_{2}O$$
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