Introduction à la chimie – 1ère édition canadienne

À l’exception de leurs noms et de leurs formules, nous avons jusqu’à présent traité tous les acides comme égaux, surtout dans une réaction chimique. Cependant, les acides peuvent être très différents sur un point très important. Prenons l’exemple de HCl(aq). Lorsque HCl est dissous dans H2O, il se dissocie complètement en ions H+(aq) et Cl-(aq) ; toutes les molécules de HCl deviennent des ions :

HCl → H+(aq) + Cl-(aq) (100%)

Tout acide qui se dissocie à 100% en ions est appelé un acide fort. S’il ne se dissocie pas à 100%, c’est un acide faible. HC2H3O2 est un exemple d’acide faible :

HC2H3O2→ H+(aq) + C2H3O2-(aq) (~5%)

Parce que cette réaction ne va pas à 100% jusqu’à son terme, il est plus approprié de l’écrire comme un équilibre :

HC2H3O2 ⇄ H+(aq) + C2H3O2-(aq)

Il se trouve qu’il y a très peu d’acides forts, qui sont donnés dans le tableau 12.2  » Acides et bases forts « . Si un acide ne figure pas dans ce tableau, il s’agit d’un acide faible. Il peut être ionisé à 1% ou à 99%, mais il est toujours classé comme un acide faible.

La question est similaire avec les bases : une base forte est une base qui est ionisée à 100% en solution. Si elle est moins de 100% ionisée en solution, c’est une base faible. Il existe très peu de bases fortes (voir le tableau 12.2  » Acides et bases forts « ) ; toute base ne figurant pas dans la liste est une base faible. Toutes les bases fortes sont des composés OH-. Donc une base basée sur un autre mécanisme, comme le NH3 (qui ne contient pas d’ions OH- dans sa formule), sera une base faible.

Certains sels vont également affecter l’acidité ou la basicité des solutions aqueuses parce que certains des ions vont subir une hydrolyse, tout comme le fait NH3 pour obtenir une solution basique. La règle générale est que les sels dont les ions font partie d’acides ou de bases forts ne s’hydrolysent pas, tandis que les sels dont les ions font partie d’acides ou de bases faibles s’hydrolysent.

Pensez au NaCl. Lorsqu’il se dissout dans une solution aqueuse, il se sépare en ions Na+ et en ions Cl- :

NaCl → Na+(aq) + Cl-(aq)

L’ion Na+(aq) s’hydrolysera-t-il ? Si c’est le cas, il interagira avec l’ion OH- pour fabriquer du NaOH :

Na+(aq) + H2O → NaOH + H+(aq)

Cependant, le NaOH est une base forte, ce qui signifie qu’il est ionisé à 100 % en solution :

NaOH → Na+(aq) + OH-(aq)

L’ion OH-(aq) libre réagit avec l’ion H+(aq) pour refaire une molécule d’eau :

H+(aq) + OH-(aq) → H2O

Le résultat net ? Il n’y a pas de changement, donc aucun effet de l’ion Na+(aq) sur l’acidité ou la basicité de la solution. Qu’en est-il de l’ion Cl- ? Va-t-il s’hydrolyser ? Si c’est le cas, il prendra un ion H+ d’une molécule d’eau :

Cl-(aq) + H2O → HCl + OH-

Cependant, HCl est un acide fort, ce qui signifie qu’il est ionisé à 100 % en solution :

HCl → H+(aq) + Cl-(aq)

L’ion libre H+(aq) réagit avec l’ion OH-(aq) pour refaire une molécule d’eau :

H+(aq) + OH-(aq) → H2O

Le résultat net ? Il n’y a pas de changement, donc aucun effet sur l’acidité ou la basicité de la solution de la part de l’ion Cl-(aq). Comme aucun des deux ions du NaCl n’affecte l’acidité ou la basicité de la solution, le NaCl est un exemple de sel neutre.

Les choses changent, cependant, lorsque nous considérons un sel comme le NaC2H3O2. Nous savons déjà que l’ion Na+ n’affectera pas l’acidité de la solution. Qu’en est-il de l’ion acétate ? S’il s’hydrolyse, il prendra un H+ à une molécule d’eau :

C2H3O2-(aq) + H2O → HC2H3O2 + OH-(aq)

Est-ce que cela se produit ? Oui, cela se produit. Pourquoi ? Parce que HC2H3O2 est un acide faible. Toutes les chances qu’un acide faible a de se former, il le fera (idem pour une base faible). Lorsque certains ions C2H3O2- s’hydrolysent avec H2O pour former l’acide faible moléculaire, des ions OH- sont produits. Les ions OH- rendent les solutions basiques. Ainsi, les solutions de NaC2H3O2 sont légèrement basiques, un tel sel est donc appelé sel basique.

Il existe également des sels dont les solutions aqueuses sont légèrement acides. Le NH4Cl en est un exemple. Lorsque le NH4Cl est dissous dans H2O, il se sépare en ions NH4+ et en ions Cl-. Nous avons déjà vu que l’ion Cl- ne s’hydrolyse pas. Cependant, l’ion NH4+ le fera :

NH4+(aq) + H2O → NH3(aq) + H3O+(aq)

Rappellez-vous de la section 12.1  » Acides et bases d’Arrhenius  » que l’ion H3O+ est l’ion hydronium, la façon plus correcte chimiquement de représenter l’ion H+. C’est l’espèce acide classique en solution, ainsi une solution d’ions NH4+(aq) est légèrement acide. NH4Cl est un exemple de sel acide. La molécule NH3 est une base faible, et elle se forme quand elle le peut, tout comme un acide faible se forme quand il le peut.

Il existe donc deux règles générales : (1) Si un ion dérive d’un acide ou d’une base forte, il n’affectera pas l’acidité de la solution. (2) Si un ion dérive d’un acide faible, il rendra la solution basique ; si un ion dérive d’une base faible, il rendra la solution acide.

Certains sels sont composés d’ions qui proviennent à la fois d’acides faibles et de bases faibles. L’effet global sur une solution aqueuse dépend de l’ion qui exerce le plus d’influence sur l’acidité globale. Nous ne considérerons pas de tels sels ici.

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