Toute espèce chimique, ionique ou moléculaire, susceptible de céder au moins un proton H+ est un acide au sens de Bronsted* et dont le pH est inférieur à 7 (pH < 7) . C’est le cas de l’ion hydronium H3O+ , de l’acide Chlorhydrique HCl, de l’acide acétique CH3 -CO2H. De même que toute espèce chimique, ionique ou moléculaire, susceptible de capter au moins un proton H+ est une base au sens de Bronsted* et dont le pH est supérieur à 7 (pH > 7) . C’est le cas de l’ion hydroxyde OH– , de l’ammoniac NH3 , de l’hydroxyde de potassium (K+ + OH– ) en solution aqueuse.
Réaction acido-basique
Si on verse du jus de citron dans un thé, la solution s’éclaircit ; il suffit d’ajouter un peu de bicarbonate de soude, ou hydrogénocarbonate de sodium pour retrouver le teinte initiale. C’est une réaction qui met en jeu un transfert de proton H+ entre ses réactifs. Le transfert est réalisé entre l’acide HA1 d’un couple acide/base et le la base A2– d’un autre couple acide/base.
Explication chimique
HA1 + A2– ⟼ A– + AH2
Le caractère acide peut être schématisé comme suit
H+ + A– ⟼ AH
De même le caractère basique peut être schématisé par l’écriture
H+ + A– ⟼ AH
Selon les conditions expérimentales, il est donc possible de passer de l’acide HA à la base A– ou de réaliser la transformation inverse : les deux espèces HA et A– dites conjuguées et forment un couples acide/base HA/A–.
Test d’identification des acides et des bases
Matériels :
- Solution d’acide chlorhydrique (0,1mol/l et 6 mol/l) ; solution d’acide acétique (0,1mol/l );
- Indicateurs colorés (BBT ; hélianthine ; phénophtaléine);
- Solution d’hydroxyde de sodium (0,1mol/l et 5mol/l) ; solution d’ammoniaque (0,1mol/l);
- Au moins deux tubes essai;
- Au moins quatre pipettes (de préférence des pipettes pasteurs);
- De l’eau distillée pour rincer les tubes et les verreries.
Vous pouvez trouver ces matériels auprès de MOBILELABO.
Protocole expérimentale
- Dans un tube à essai contenant 1ml d’eau distillée introduisons trois gouttes d’une solution d’hélianthine et observons : elle se colore en jaune.
- Ajoutons 1ml de solution d’acide chlorhydrique, bouchons le tube avec un bouchon et agitons, observons : elle devient rouge.
- Ajoutons à présent et avec précaution 2 ml de solution d’hydroxyde de sodium, bouchons le tube avec un bouchon, agitons puis observons : elle redevient jaune.
Explication des changements de couleur de l’hélianthine
L’hélianthine est un colorant organique qui peut présenter lorsqu’elle est en solution aqueuse, deux formes de couleur différentes mais de structure très voisines.
L’une de couleur rouge a pour formule HN3C14H14SO3 notée HIn et l’autre de couleur jaune orangée a pour formule N3C14H14SO3 noté In–.
Reconnaître un acide ou une base : Action des indicateurs colorés
Action des indicateurs colorés
Pour chaque case du tableau suivant, réaliser l’expérience dans un tube à essai avec 2 à 3 gouttes d’indicateur et 2 à 3 ml de réactif.
| Indicateur | Eau (distillée ou non) | CH3COOH (0,1 mol/l) | NaOH (0,1 mol/l) |
|---|---|---|---|
| Hélianthine | Jaune orangée | Rouge | Jaune |
| Phénophtaléine | Incolore | Incolore | Rose |
| BBT | Bleue | Jaune | Bleue intense |
Utilités et applications
- Dans l’alimentation le vinaigre est comme condiment, il peut aussi être ajouter à l’eau de cuisson d’un poisson. En effet le poisson contient la base triméthylamine(CH3 )3N composé d’odeur désagréable et peu soluble dans l’eau, alors que l’acétate de triméthylamine, inodore, est très soluble dans l’eau.
- Dans le domaine cosmétique, les savons contiennent des bases telles que l’ion laurate C11H23 CO 2– ou l’ion palmitate C13H31CO2– . Certains nettoyants dermatologiques contiennent des acides comme les acides benzoïques C6H5CO2H et salicyliques HOC6H6CO2H.
- Dans les produits ménagers, l’acide chlorhydrique est présent dans de nombreux détartrants car il réagit avec le calcaire CaCO3 dont le dépôt souvent appelés tarte.
- Dans le domaine de l’énergie ; certains accumulateurs fonctionnent avec de l’acide sulfurique.
*Chimiste danois Johannes Bronsted élabore la définition moderne d’un acide et une base.