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Exemples de couples acide/base importants

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Objectif :
De nombreuses solutions commerciales (comme le vinaigre) font intervenir des acides ou des bases courantes. Il est donc utile de connaître les couples dans lesquels interviennent ces espèces chimiques afin de mieux prévoir leur transformation. Toutes les solutions aqueuses, qu'elles soient acides, neutres ou basiques, contiennent à la fois des ions oxonium (H3O+) et des ions hydroxyde (HO–).
D'où proviennent ces ions ?
Les ions oxonium H3O+ sont présents dans des quantités différentes dans les solutions acides et basiques : il y en a généralement une part importante dans les solutions acides et une part faible dans les solutions basiques.

L'eau possède la particularité d'apparaître à la fois dans les solutions acides et dans les solutions basiques.
1. Les solutions acides
Toutes les solutions acides contiennent des ions oxonium H3O+(aq)en plus grande quantité que les ions hydroxyde HO–.
a. Le couple H3O+(aq) / H2O(l)
L'eau est le plus connu des solvants. Il fait intervenir l'ion oxonium H3O+(aq) qui appartient au couple H3O+(aq) / H2O(l) dont l'eau H2O(l) est la base conjuguée.

La demi-équation correspondant à ce couple s'écrit :   H3O+(aq) = H2O(l) + H+(aq)

Remarque : L'ion H+ dans l'eau est hydraté. Il devient l'ion oxonium H3O+(aq), noté parfois par simplification H+(aq).
b. Solutions aqueuses contenant les ions oxonium
• La formule chimique de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique (solution aqueuse de chlorure d'hydrogène) est :
H3O+(aq) + Cl–(aq) où Cl– est l'ion chlorure.

La solution aqueuse d'acide chlorhydrique est obtenue par réaction acido-basique entre la base eau, H2O(l), et le chlorure d'hydrogène HCl(g), qui est un acide gazeux appartenant au couple HCl(g) / Cl–(aq) ; l'équation chimique de cette réaction est :
HCl(g) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl–(aq).

• La formule chimique de la solution aqueuse d'acide nitrique est :
H3O+(aq) + NO3–(aq) où NO3– est l'ion nitrate.

• La formule chimique de la solution aqueuse d'acide sulfurique est :
2H3O+(aq) + SO42–(aq) où SO42– est l'ion sulfate.
c. La solution aqueuse d'acide éthanoïque
Le vinaigre contient principalement de l'acide éthanoïque de formule CH3COOH(aq) en solution aqueuse.

L'acide éthanoïque appelé couramment acide acétique appartient au couple acide/base CH3COOH(aq) / CH3COO–(aq) où l'ion éthanoate, appelé souvent ion acétate, de formule CH3COO–(aq), est la base conjuguée de l'acide éthanoïque.

La demi-équation correspondante est :   CH3COOH(aq) = CH3COO–(aq) + H+.
2. Les solutions basiques
Toutes les solutions basiques contiennent des ions hydroxyde HO–(aq)en plus grande quantité que les ions oxonium (H3O+).
a. Le couple basique de l'eau
L'eau fait aussi intervenir l'ion hydroxyde HO–(aq).
Cet ion appartient au couple H2O(l) / HO–(aq) dont l'eau est l'acide conjugué.

Remarque : L'eau est un ampholyte (à la fois acide et basique).
b. Solutions aqueuses contenant les ions hydroxyde
• La formule de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium appelée plus simplement soude est : Na+(aq) + HO–(aq) où Na+(aq) est l'ion sodium.

La solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est obtenue par réaction de dissolution du solide ionique hydroxyde de sodium, NaOH, dans l'eau :
NaOH(s)Na+(aq) + HO–(aq)

• De même, la formule de la solution aqueuse d'hydroxyde de potassium appelée plus simplement potasse est : K+(aq) + HO–(aq) où K+(aq) est l'ion potassium.
c. La solution aqueuse d'ammoniac
La solution aqueuse d'ammoniac est obtenue par dissolution de l'ammoniac gazeux dans de l'eau :
NH3(g) NH3(aq).

Cette solution est appelée couramment ammoniaque de formule NH3(aq). L'ammoniaque est la base conjuguée du couple NH4+(aq) / NH3(aq) (ion ammonium / ammoniaque).

La demi-équation correspondant à ce couple est :
NH4+(aq) = NH3(aq) + H+.
L'essentiel
Couple Acide / Base Demi-équation
H3O+(aq) / H2O(l) H3O+(aq) = H2O(l) + H+
CH3COOH(aq) / CH3COO–(aq) CH3COOH(aq) = CH3COO–(aq) + H+
H2O(l) / HO–(aq) H2O(l) = HO–(aq) + H+
NH4+(aq) / NH3(aq) NH4+(aq) = NH3(aq) + H+

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