Écrire l'équation d'une réaction entre un acide et une base - Maxicours

Écrire l'équation d'une réaction entre un acide et une base

Objectif

À partir d’observations ou de données expérimentales, identifier un transfert d’ion hydrogène, les couples acide-base mis en jeu et écrire l’équation d’une réaction acide-base.

Points clés
  • La demi-équation acide-base associée à un couple est le passage d’un acide à sa base conjuguée ou inversement.
  • Une réaction acide-base a lieu entre un acide appartenant à un couple et la base appartenant à un autre couple, par échange d’un ou plusieurs protons.
Pour bien comprendre
  • Équation d'une réaction
  • Acide, base, couple acide-base
1. Les notions générales sur un acide et une base
a. Couple acide-base
Un acide est une espèce chimique qui va céder un ou plusieurs protons H+.
Une base est une espèce chimique qui va capter un ou plusieurs protons H+.
Un couple acide-base est l’ensemble d’un acide et d’une base conjugués, qui se transforment l’un en l’autre lors d’un échange de protons. Cette transformation se réalise selon une demi-équation acide-base.

On écrit toujours l’acide en premier, séparé de la base par une barre.

Exemple
Dans le couple acide-base H2SO4 / HSO, l’acide est la molécule H2SO4 (nommée acide sulfurique) et la base qui lui est associée est l’ion HSO.

L’acide H2SO4 se transforme en sa base conjuguée HSO en perdant un proton H+. De même, la base HSO se transforme en son acide conjugué H2SO4 en gagnant un proton H+.
b. Demi-équation acide-base

Le passage d’un acide à sa base conjuguée s’effectue selon la demi-équation : acide → base + H+.
Inversement, le passage d’une base à son acide conjugué s’effectue par la demi-équation : base + H+ → acide.

Cette demi-équation a lieu dans les 2 sens, un équilibre a donc lieu entre l’acide et la base.
On peut ainsi transformer la flèche en signe «  ».

acide base + H+
Remarque
Le signe «  » peut aussi être remplacé par le signe « = » dans les équations.
Exemple
On étudie le couple acide-base H2SO4 / HSO.
  • Le passage de l'acide sulfurique H2SO4 à sa base conjuguée HSO s’effectue selon la demi-équation :
    H2SO4  HSO + H+.
  • Le passage de la base HSO à son acide conjugué H2SO4 s’effectue selon la demi-équation : HSO + H+  H2SO4.
2. L'équation d'une réaction entre deux couples acide-base
a. Définition
Une réaction acide-base est une réaction qui met en jeu un acide qui appartient à un couple avec une base qui appartient à un autre couple. Un acide réagit forcément avec une base et inversement.

Deux acides ne peuvent pas réagir entre eux, de même que deux bases ne peuvent pas réagir entre elles.

b. Méthode

On considère la réaction entre l’ion ammonium NH (acide) et les ions hydroxyde HO (base) : ce sont les deux réactifs de cette réaction.

Il faut suivre les étapes suivantes pour écrire l’équation associée à une réaction acide-base entre deux couples.

Étape 1 – Écrire les deux couples mis en jeu.

Il faut identifier le caractère acide-base des deux réactifs mis en jeu, puis donner le couple auquel chaque réactif appartient.

Les deux réactifs sont NH et HO.

  • NH est un acide. Il appartient donc au couple NH / NH3.
  • HO est une base. Il appartient donc au couple H2O / HO.
Étape 2 – Écrire les demi-équations acide-base des deux couples.

On débute par l’élément du couple qui réagit en tant que réactif : les réactifs sont ici NH et HO.

  • Demi-équation du couple 1 : NH (aq) NH3+ H+ (aq)
  • Demi-équation du couple 2 : HO (aq) + H+ (aq) H2O
Remarque
Les ions sont solvatés en solution aqueuse, c’est pour cette raison qu’on ajoute (aq).
Étape 3 – Additionner les deux demi-équations.

On additionne les deux demi-équations : on fait la somme de tout ce qui se trouve à gauche du signe «  » puis on fait la somme de tout ce qui se trouve à droite du signe «  » dans les deux demi-équations.
Ici, on ne compte pas les protons H+ car ils s’éliminent : ils se trouvent en nombre égal de part et d’autre du signe «  ».

L’équation de réaction acide-base est la suivante :

NH (aq) + HO (aq)  NH3 + H2O.

Remarque
L’acide NH qui réagit va perdre son proton et le donner à la base HO. Ainsi, l’acide NH se transforme en sa base conjuguée NH3 et la base HO se transforme en son acide conjugué H2O.

Il y a de ce fait bien conservation de la charge et des éléments chimiques dans cette équation.

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