7.2.1: acides et Bases D’Arrhenius

dans le modèle D’Arrhenius, un acide est défini comme un composé qui se dissocie lorsqu’il est dissous dans l’eau pour produire un proton (H+) et un ion chargé négativement (un anion). En fait, les protons nus (H+) ne se déplacent pas en solution. Ils s’associent toujours à au moins une, et plus probablement plusieurs, molécules d’eau.,127 généralement, les chimistes utilisent un raccourci pour cette situation, soit en se référant au h+ en solution aqueuse comme un ion hydronium (noté H3O+), soit plus simplement comme H+, mais n’oubliez pas, c’est une main courte., Un exemple de réaction acide D’Arrhenius est:

HCl(g) + H2O ⇄ H3O+ (aq) + Cl– (aq)

ou, plus simplement (et plus fidèle à la théorie originale):

HCL(G) H H+ (AQ) + Cl– (AQ) ou HCL(AQ)

mais c’est vraiment une façon assez étrange de présenter la situation réelle, car la molécule de HCL n’interagit pas avec une seule molécule d’eau, mais interagit plutôt avec l’eau en tant que solvant. Lorsque le chlorure d’hydrogène(HCl) gaz est dissous dans l’eau, il se dissocie en H+(aq) et Cl–(aq) presque complètement., À toutes fins utiles, il n’y a pas de molécules de HCl dans la solution. Une solution aqueuse de HCl est connue sous le nom d’acide chlorhydrique, ce qui la distingue du gaz, le chlorure d’hydrogène. Cette dissociation complète est une caractéristique des acides forts, mais tous les acides ne sont pas forts!

une base D’Arrhenius est définie comme un composé qui génère des ions hydroxyde (–OH) lorsqu’il est dissous dans l’eau., Les exemples les plus courants de bases D’Arrhénius sont les hydroxydes du Groupe I (métal alcalin), tels que l’hydroxyde de sodium:

NaOH(s) + H2O Na Na+(aq) + –OH(aq) ou NaOH(AQ)

encore une fois, il s’agit d’un système de réaction qui Le processus de formation d’une solution d’hydroxyde de sodium est similaire à celui impliqué dans l’interaction entre le chlorure de sodium (NaCl) et l’eau: les ions (Na+ et –OH) se séparent et sont solvatés (entourés) par les molécules d’eau.,

Comme nous le verrons bientôt, certains acides et bases) ne pas ioniser complètement; certaines des molécules d’acide restent intacts lorsqu’ils se dissolvent dans l’eau. Lorsque cela se produit, nous utilisons des flèches à double tête ⇌ pour indiquer que la réaction est réversible et que les réactifs et les produits sont présents dans le même mélange réactionnel. Nous aurons beaucoup plus à dire sur la durée et la direction d’une réaction dans le chapitre suivant. Pour l’instant, il suffit de comprendre que les réactions acide–base (en fait, toutes les réactions) sont réversibles au niveau moléculaire., Dans le cas des acides et bases D’Arrhenius simples, cependant, nous pouvons supposer que la réaction se déroule presque exclusivement vers la droite.

une réaction acide–base D’Arrhenius se produit lorsqu’un acide dissous (aqueux) et une base dissoute (aqueuse) sont mélangés ensemble. Le produit de cette réaction est généralement dit être un sel et d’eau et la réaction est souvent appelé une réaction de neutralisation: l’acide neutralise la base, et vice versa., L’équation peut être écrite comme ceci:

HCl(aq) + NaOH(aq) ⇄ H2O(l) + NaCl(aq)

Lorsque la réaction est écrit dans cette forme moléculaire, il est assez difficile de voir ce qui se passe réellement., Si nous réécrivons l’équation pour montrer toutes les espèces impliquées, et supposons que le nombre de molécules HCl et NaOH est égal, nous obtenons:

H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + –OH(aq) H H2O(l) + Na+(AQ) + Cl–(aq) Na+(AQ) et Cl–(aq)

apparaissent des deux côtés de l’équation; ils sont inchangés et ne réagissent pas (ils sont souvent appelés ions spectateurs car ils ne participent pas à la réaction)., La seule réaction réelle qui se produit est la formation d’eau: H+(aq) + –OH(aq) ⇄ H2O(l)

la formation d’eau (et non la formation d’un sel) est la signature d’une réaction acide–base D’Arrhenius. Un certain nombre d’acides forts courants, y compris l’acide chlorhydrique (HCl), l’acide sulfurique (H2SO4) et l’acide nitrique (HNO3), réagissent avec une base forte telle que le NaOH ou le KOH (qui, comme les acides forts, se dissocient complètement dans l’eau) pour produire de l’eau.,

de telles réactions acide–base sont toujours exothermiques et nous pouvons mesurer le changement de température et calculer le changement d’enthalpie correspondant (ΔH) pour la réaction. Quel que soit l’acide fort ou la base forte que vous choisissez, le changement d’enthalpie est toujours le même (environ 58 kJ/mol de H2O produit)., En effet, la seule réaction nette cohérente qui a lieu dans une solution d’un acide fort et d’une base forte est:

H+ (aq) + –OH (aq) ⇄ H2O(l)

un autre facteur à noter est que la réaction globale implique la formation d’une nouvelle liaison entre hydroxyde (–oh.) Il est logique que quelque chose avec une charge positive serait attiré (et lien avec) une espèce chargée négativement (bien que vous devez vous rappeler pourquoi le Na+ et Cl-ne se combinent pas pour former du chlorure de sodium solide en solution aqueuse.,) La formation ou non de liaisons dépend de la nature exacte du système et des changements d’enthalpie et d’entropie associés au changement. Nous reviendrons sur cette idée plus loin dans le chapitre 8.

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