2. Les acides, les bases et les sels

Les électrolytes se divisent en trois grands groupes, soient les acides, les bases et les sels. Pour les distinguer en laboratoire, il faut effectuer le test du papier de tournesol ou encore mesurer le pH.

Cette vidéo d’Allô Prof décrit en détail le test du papier tournesol et fournit des exemples de résultats obtenus avec des substances courantes :

Description
Svante Arrhenius

Pour expliquer le comportement des acides et des bases en solution, on peut se baser sur la théorie de Svante Arrhenius, développée il y a plus d’un siècle. Selon Arrhénius, les acides libèrent des ions H+ en solution aqueuse. Leur formule chimique se présente souvent sous la forme HA. Dans l’eau, la molécule se sépare en ions H+ et A-.

D’autre part, pour Arrhenius, une base est une substance qui libère des ions OH- une fois en solution dans l’eau. Sa formule chimique a la forme BOH où B est un ion positif (très souvent un ion métallique). On appelle l’ion OH- l’ion hydroxyde. 

Svante Arrhenius est un chimiste d’origine suédoise né en 1859 et décédé en 1927. Il a reçu le prix Nobel de chimie en 1903 pour sa théorie sur la dissociation électrolytique. Dans le cadre de cette théorie, il étudie la conductibilité des solutions d’électrolytes. Il propose que ces derniers se séparent en ions même en l’absence de courant électrique.

De plus, il définit les acides comme des électrolytes produisant des ions H+ et les bases comme des électrolytes libérant des ions OH-. Sa théorie n’a pas été acceptée d’emblée par la communauté scientifique, mais elle constitue aujourd’hui une clé dans la compréhension des phénomènes électrochimiques.

Ce ne sont pas là ses seuls intérêts : dès 1896, il publie des travaux sur l’effet de serre où il prédit l’effet de l’augmentation du gaz carbonique (CO2) atmosphérique sur la température terrestre. Il se penche aussi sur la diversité des espèces en biologie, se passionne pour la géologie et l’astronomie.



Acides

Conductibilité Papier Tournesol pH Dissociation électrolytique
De faible à forteRouge reste rouge
Bleu devient rouge
inférieur à 7HA → H+ + A-
A : Non-métal ou ion polyatomique

Acides Exemples de dissociation
Acide fluorhydriqueHF → H+ + F-
Acide chlorhydriqueHCl → H+ + Cl -
Acide bromhydriqueHBr → H+ Br -
Acide sulfuriqueH2SO4 2H+ + SO42-
Acide boriqueH3BO3 → 3H+ + BO33-
Acide acétiqueCH3COOH H+ + CH3COO-

Bases

Conductibilité Papier Tournesol pH Dissociation électrolytique
De faible à forteRouge devient bleu
Bleu reste bleu
supérieur à 7BOH → B+OH-
B : Métal ou NH4+

Bases Exemples de dissociation
Hydroxyde de potassiumKOH → KOH-
Hydroxyde de sodiumNaOH → NaOH-
Hydroxyde de calciumCa(OH)2 → Ca2+ + 2OH-
Hydroxyde de magnésiumMg(OH)2 → Mg2+ 2OH-
Hydroxyde d'aluminiumAl(OH)3 → Al3+ + 3OH-
Hydroxyde d'ammoniumNH4OH → NH4OH-

Sels

Conductibilité Papier Tournesol pH Dissociation électrolytique
De faible à forteRouge reste rouge
Bleu reste bleu
=7BA  → B+ + A-
A : Non-métal ou ion polyatomique
B : Métal ou NH4+

Sels Exemples de dissociation
Chlorure de potassiumKCl → KCl-
Nitrate de lithiumLiNO3 → Li+ NO3-
Bromure d'ammoniumNH4Br → NH4+ Br -
Nitrite de magnésiumMg(NO2)2 → Mg2+ 2NO2-
Phosphate de calciumCa3(PO4)2 → 3Ca2+ + 2PO43-
Acétate de sodiumCH3COONa → Na+ CH3COO-

Autres

Conductibilité Papier Tournesol pH Dissociation électrolytique
NulleRouge reste rouge
Bleu reste bleu
=7Aucune dissociation

Autres Exemples de dissolution
Éthanol (attention, fausse base)C2H5OH (l) C2H5OH (aq)
GlucoseC6H12O6 (s) C6H12O6 (aq)
Dioxyde de carboneCO2 (g) → CO2 (aq)
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