Réactions acido-basiques

Acides et bases selon Bronsted

Un acide

Une base

Couple acide / base

Réactions acido-basiques

Une réaction acido-basique est une réaction au cours de laquelle il y a un transfert d’u proton $H^{+}$ entre l’acide d’un couple et la base d’un autre couple
$H C l /_{C l^{-}} \Rightarrow HCl ⇄ Cl^{-} + H^{+}$
$H_{3} O^{+} / H_{2} O \Rightarrow H_{2} O + H^{+} ⇄ H_{3} O^{+}$
$HCl + H_{2} O ⇌ Cl^{-} + H_{3} O^{+}$

Transformations totales et non totales

La relation entre PH et $[H_{3} O^{+}]$

Les propriétés acide ou basique d’une solution aqueuse dépendent de sa concentration en ions oxonium $[H_{3} O^{+}]$
$P H = - lo g ([H_{3} O^{+}])$

Le taux d’avancement

Le taux d'avancement final d'une réaction chimique est le rapport des quantités de matière à l'état final le plus souvent utilisé pour des réactions non-totales. Il est noté $τ$ et est calculé par
$τ = \frac{X _{f}}{X _{m}}$
Si le taux d'avancement est égal à 1, la réaction est dite "totale".
Si le taux d'avancement est inférieur à 1, la réaction aboutit à un état d'équilibre.
Si le taux d'avancement est proche de 0, la réaction est dite "cinétiquement inerte".

Avancement final et avancement maximal

L'avancement maximal $X_{m}$

L’avancement maximal correspond à l’avancement théorique de la réaction
Pour calculer l’avancement maximal on utilise deux méthodes :
Si l’eau fait partie des deux réactifs, ceci dit qu’automatiquement l’autre réactif est limitant car l’eau est toujours en excès
Si l’eau n’existe pas parmi les réactifs, dans ce cas on suppose pour chaque réactif qu’il est limitant, et après le calcul de $X_{m}$ , on prend le réactif qui y a $X_{m}$ la plus faible
Dans le cas de notre équation, on peut dire que : $c v - x_{m} = 0$ alors
$x_{m} = c v$

L’avancement final $X_{f}$

L’avancement final correspond à l’avancement pratique de la réaction, on peut le calculer soit à travers PH ou bien à travers la conductivité

En fonction de PH

Selon le tableau d’avancement, on a

$[H_{3} O^{+}] = \frac{X _{f}}{V}$
$X_{f} = [H_{3} O^{+}] \times V$
$X_{f} = 1 0^{- P H} \times V$

En fonction de la conductivité :

$σ = [H_{3} O^{+}] \cdot λ_{H_{3} O^{+}} + [Cl^{-}] \cdot λ_{C l^{-}}$
$σ = [H_{3} O^{+}] \cdot (λ_{H_{3} o^{+}} + λ_{C l^{-}})$
Car $[H_{3} O^{+}] = [Cl^{-}] = \frac{X _{f}}{V}$
Alors
$σ = \frac{X _{f}}{V} \cdot (λ_{H_{3} o^{+}} + λ_{C l^{-}})$
$X_{f} = \frac{σ \times V}{λ _{H_{3} o^{+}} + λ _{C l^{-}}}$

Transformation totale

Si la réaction est totale alors : $X_{f} = X_{m} et τ = \frac{X _{f}}{X _{m}} = 1$

Transformation non totale

Si la réaction est non totale alors : $X_{f} < X_{m} et τ = \frac{X _{f}}{X _{m}} < 1$

Sens d’évolution d’un système chimique

Au cours d’une transformation chimique non totale, la réaction s’effectue dans les deux sens (le sens direct et le sens inverse)
$HCl + H_{2} O ⇌ Cl^{-} + H_{3} O^{+}$
Le sens direct
$HCl + H_{2} O ⇌ Cl^{-} + H_{3} O^{+}$
Le sens inverse
$Cl^{-} + H_{3} O^{+} ⇌ HCl + H_{2} O$

L’état d’équilibre d’un système chimique

À l’état final d’une transformation non totale, le système chimique cesse de s’évoluer et se caractérise par la présence de tous les réactifs et produits à des proportions fixes ( sans modification de la quantité de matière au niveau macroscopique ) au cours du temps Cet état s’appelle : état d’équilibre chimique

Réactions acido-basiques

Acides et bases selon Bronsted

Un acide

Une base

Couple acide / base

Réactions acido-basiques

Transformations totales et non totales

La relation entre PH et [H3​O+]

Le taux d’avancement

Avancement final et avancement maximal

L'avancement maximal Xm​

L’avancement final Xf​

Transformation totale

Transformation non totale

Sens d’évolution d’un système chimique

L’état d’équilibre d’un système chimique

La relation entre PH et $[H_{3} O^{+}]$

L'avancement maximal $X_{m}$

L’avancement final $X_{f}$