REVIZ.fr – Acide fort – base forte

Niveau : terminale
Matière : chimie (acide / base)

Lorsque l’on mélange de l’acide chlorydrique HCl et de la soude NaOH, une réaction se produit. Cette réaction est exothermique, ce qui signifie qu’elle dégage de la chaleur. Au cours de l’expérience, le pH varie.

Explications

En solution aqueuse, l’acide chlorydrique donne des ions H3O+ et Cl.
De même, la soude donne des ions Na+ et HO.

Les ions H3O+ et HO réagissent entre eux selon la réaction :

H3O+ + HO 2H2O

Cette réaction est l’inverse de l’autoprotolyse de l’eau.
En revanche, Na+ et Cl ne réagissent pas ensemble : on dit qu’ils sont spectateurs.

Remarque : l’expérience donne les mêmes résultats si on verse l’acide dans la soude.

Un acide fort est une espèce susceptible de céder un proton. Une base forte est une espèce capable de capter un proton. Une réaction acide-base est un tranfert de proton.

Equivalence

Si l’on observe l’évolution du pH au cours de la réaction, on distingue 3 phases :

  1. le pH est inférieur à 7 : la solution est acide car il y a plus de H3O+ que de HO.
  2. le pH vaut 7 : on a introduit juste assez de soude NaOH pour obtenir n(H3O+) = n(HO). Ce moment est appelé l’équivalence.
  3. le pH est supérieur à 7 : la solution devient de plus en plus basique car on continue à ajouter de la soude. Les ions HO sont désormais plus nombreux que les ions H3O+.

A l’équivalence, on a donc n(H3O+) = n(HO) soit encore

CaVa = CbVb

Influence des concentrations

Pour connaître l’influence des concentrations, on réalise 2 expériences.
Expérience 1 : la solution d’acide dans le bécher possède une concentration C1.
Expérience 2 : la solution d’acide est moins concentrée C2 < C1. Voici les courbes de pH obtenues :

Les concentrations ne modifient pas le point d’équivalence.
Plus les solutions sont concentrées, plus le saut de pH est important. La pente de la courbe est elle-aussi plus forte.

Le but d’un dosage est de déterminer la concentration d’une solution aqueuse.

On cherche à déterminer le nombre de moles de molécules A contenues dans un volume connu Va de solution.

Pour cela, on ajoute progressivement un volume Vb d’un produit B de concentration Cb connue.

La réaction H3O+ + HO 2H2O se produit. Elle est totale.

Méthodologie

A l’aide d’un pH-mètre, on suit l’évolution du pH au cours de la réaction. On réalise un premier dosage rapide pour déterminer l’ordre de grandeur du volume équivalent. Ensuite, on effectue 2 autres dosages : cela nous permet de faire une moyenne pour être sûr d’obtenir un résultat valable. A l’équivalence (lorsque le pH vaut 7) la relation CaVa = CbVb est vérifiée. On déduit alors facilement la valeur de Ca grâce à la relation :

Ca =

Remarque

Il est possible d’ajouter de l’eau dans le bécher. Cela permet d’immerger correctement la sonde du pH-mètre sans pour autant modifier le nombre de moles de produit A. Cela ne modifie pas le volume équivalent. En revanche, le pH de départ est modifié car les molécules du produit A sont moins concentrées.

REVIZ.fr – Acide fort – base forte
Retour en haut