Base de Brønsted
Entité moléculaire, ou l’espèce chimique correspondante, capable d’accepter un hydron (proton) en donnant une autre entité ou espèce chimique : l’acide conjugué.
La théorie acide-base d'Arrhénius définit un acide comme étant une substance libérant des ions H+ en solution et une base comme une substance libérant des ions OH- en solution.
Nous savons que l'ammoniac, NH3, peut agir comme une base et montre des propriétés alcalines, mais ne possède aucun ions OH-. Comment est-ce possible ?
Dans cette leçon, nous allons étudier la théorie acide-base de Bronsted-Lowry, qui comble les lacunes de la théorie d'Arrhénius.
Vous avez appris que les acides sont des substances ayant un pH inférieur à 7.
Il est possible de tester les acides en utilisant une solution ou un papier d'indicateur universel qui vire au rouge ou au orange selon l'acidité.
Le papier tournesol vire également au rouge en présence d'acide.
Vous connaissez déjà probablement l'acide chlorhydrique.
Le chlorure d'hydrogène se dissout dans l'eau pour former l'acide chlorhydrique.
Le chlorure d'hydrogène va se dissocier pour donner un ion H+ et un ion Cl-.
HCl → H+ et Cl-
L'ion H+ n'est pas seulement libéré mais il est transféré vers une autre substance.
HCl(g) + H2O(l) à H3O+(aq) + Cl-(aq)
Dans notre exemple, l'eau reçoit l'ion H+ pour former un ion hydronium H3O+.
C'est également un ion oxonium.
Un acide de Bronsted-Lowry est une substance qui libère ou donne des ions H+en solution, dans notre cas c'est HCl.
Une base de Bronsted-Lowry est une sucbstance qui accèpte des ions H+ en solution, dans notre cas c'est H2O.
Notez que la définition d'un acide ou d'une base de Bronsted-Lowry ne dépend pas du pH.
Ainsi, selon la théorie de Bronsted-Lowry, une réaction acido-basique implique le transfert d'un ion H+ d'une substance à une autre.
Dans l'introduction, nous avons dit que l'ammoniac se comporte comme une base bien qu'il ne libère aucun ion OH- comme indiqué dans la théorie d'Arrhénius.
Lorsque l'ammoniac se dissout dans l'eau, il reçoit un ion H+ provenant de l'eau.
NH3(g) + H2O(l) à NH4+(aq) + OH-(aq)
Notez que cette réaction implique également un transfert d'ion H+.
Pouvez-vous déterminer quelle est la substance se comportant comme un acide dans cette exemple ? Et celle se comportant comme une base ?
Mettez la vidéo en pause le temps d'y réfléchir et reprenez lorsque vous avez fini.
Dans cette exemple, l'eau agit comme un acide de Bronsted-Lowry car il libère un ion H+.
L'ammoniac agit comme une base de Bronsted-Lowry car il accepte un ion H+.
Selon la théorie de Bronsted-Lowry, une base n'a pas besoin d'avoir un pH supérieur à 7 ou de faire virer un papier tournesol au bleu ou faire virer une solution ou un papier d'indicateur universel au bleu ou au violet.
L'unique condition est qu'elle puisse accepter des ions H+.
Avez-vous remarqué que H2O agit comme une base dans notre premier exemple mais comme un acide dans le second exemple ?
Les substances pouvant agir comme un acide ou comme une base sont amphotères.
Un moyen mémo-technique pour se souvenir de ce terme est de penser aux grenouilles qui sont des amphibiens : elles vivent aussi bien sur terre que dans l'eau.
En conclusion, selon la théorie de Bronsted-Lowry, un acide est une substance qui se dissocie pour libérer ou donner des ions H+.
Une base de Bronsted-Lowry est une substance qui accepte des ions H+.
Ainsi, selon cette théorie, une réaction acido-basique implique le transfert d'un proton.
Nous avons vu la théorie acide-base de Bronsted-Lowry dans une vidéo précédente.
Nous allons maintenant voir ce que sont les acides et bases conjuguées en utilisant ce qu'on sait sur la théorie de Bronsted-Lowry.
Échauffons-nous rapidement.
Le vinaigre est une solution aqueuse d'acide acétique, CH3COOH, dilué à 5%.
Le vinaigre est utilisé dans le monde entier pour faire la cuisine et est parfois utilisé comme un agent nettoyant.
En partant de l'équation de réaction de l'acide acétique dans l'eau, pouvez-vous identifier l'acide de Bronsted-Lowry et la base de Bronsted-Lowry ?
Mettez la vidéo en pause et reprenez lorsque vous êtes prêt.
CH3COOH(l) + H2O(l) CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
L'acide de Bronsted-Lowry est l'acide acétique car il libère un proton.
L'eau a accepté un proton de l'acide acétique, c'est donc une base de Bronsted-Lowry.
Comme nous l'avons vu, une réaction acido-basique, toujours selon la théorie de Bronsted-Lowry, implique le transfert d'un proton.
Regardons maintenant ce qui a été formé au cours de cette réaction.
L'ion acétate (CH3COO-) est formé lorsque l'acide acétique libère un proton.
L'ion acétate est la base conjuguée dans cette réaction.
Vous souvenez vous du nom de (H3O+) ?
Mettez pause et reprenez lorsque vous êtes prêts.
C'est un ion hydronium, également appelé ion oxonium. L'ion hydronium se forme lorsque l'eau accepte un proton provenant de l'acide acétique. C'est l'acide conjugué de cette réaction.
Lorsqu'un acide de Bronsted-Lowry libère un proton, l'espèce résultant est une base conjuguée.
Lorsqu'une base de Bronsted-Lowry accèpte un proton, l'espèce résultante est un acide conjugué.
L'acide acétique et l'ion acétate constituent un couple conjugué.
Pouvez-vous identifier l'autre couple conjugué de cette réaction ?
Mettez la vidéo en pause et reprenez lorsque vous êtes prêts.
L'eau et l'ion hydronium constituent l'autre couple conjugué.
Un acide et sa base conjuguée constituent un couple conjugué.
Une base et son acide conjugué représentent également un couple conjugué.
Êtes-vous prêt à relevez le défi ?
Dans cette réaction, essayez d'identifier l'acide Bronsted-Lowry, la base de Bronsted-Lowry, la base conjuguée, l'acide conjugué et les couples conjugués.
H2SO4(aq) + NH3(aq) HSO4-(aq) + NH4+(aq)
Prenez un morceau de papier et un crayon, mettez la vidéo en pause et reprenez lorsque vous êtes prêts.
L'acide de Bronsted-Lowry acid est H2SO4 car il libère un proton pour l'ammoniac.
Ammonia a accepté le proton, c'est donc la base de Bronsted-Lowry.
HSO4- est la base conjugée de H2SO4
L'ion ammonium est l'acide conjugué de l'ammoniac.
Donc, H2SO4 et HSO4- forment un couple conjugué, et l'ammoniac et l'ion ammonium forment une autre couple conjugué.
En résumé, une base conjuguée est formée lorsqu'un acide de Bronsted-Lowry libère un proton, et un acide conjugué est formé lorsqu'une base de Bronsted-Lowry accepte un proton.
Un acide de Bronsted-Lowry et sa base conjuguée forment un couple conjugué et il en est de même pour une base de Bronsted-Lowry et son acide conjugué.