Par Riti Gupta, mis à jour le 24 mars 2022
Les rencontres quotidiennes – qu’il s’agisse de presser du jus de citron vert sur un taco ou de nettoyer un drain bouché – nous font découvrir les acides et les bases sans que nous nous en rendions compte. Le jus de citron vert est acide, tandis qu'un nettoyant pour canalisations typique contient une base forte qui dissout les bouchons.
Mais qu’est-ce qui distingue exactement ces deux classes de produits chimiques au niveau moléculaire ? Quels points communs partagent-ils et en quoi leurs comportements diffèrent-ils ?
La classification la plus simple est celle de Arrhenius. définition, qui s’applique uniquement aux solutions aqueuses. Un acide d'Arrhénius augmente la concentration d'ions hydronium (H₃O⁺), tandis qu'une base d'Arrhenius augmente les ions hydroxyde (OH⁻). Des exemples classiques sont respectivement l'acide chlorhydrique (HCl) et l'hydroxyde de sodium (NaOH).
Les acides donnent des protons dans l'eau; les bases fournissent des ions hydroxyde.
Parce qu’Arrhenius se concentre uniquement sur l’eau, il ne peut pas décrire les réactions non aqueuses. Le Brønsted-Lowry Le cadre étend le concept en mettant l’accent sur le transfert de protons. Toute espèce qui donne un proton est un acide; toute espèce qui accepte un proton est une base. Par conséquent, tous les acides et bases d'Arrhenius sont également des acides et bases de Brønsted-Lowry.
La description la plus inclusive est celle de Lewis. définition, qui traite les acides comme des accepteurs de paires d’électrons et les bases comme des donneurs de paires d’électrons. Selon ce point de vue, un acide peut former une liaison covalente avec la paire électronique d’une base, élargissant ainsi la gamme de réactions pouvant être classées comme acide-base.
Les acides de Lewis acceptent les paires d'électrons; Les bases Lewis en font don.
Pour déterminer si une substance est acide ou basique, les chimistes utilisent l’échelle de pH, qui quantifie la concentration en ions hydrogène. Le pH est défini comme le logarithme négatif de la concentration en ions hydronium :
\\(\\mathrm{pH=-log[H^+]}\\)
De même, le pOH est le logarithme négatif de la concentration en ions hydroxyde :
\\(\\mathrm{pOH=-log[OH^-]}\\)
Parce que l'eau est neutre lorsque [H⁺] =[OH⁻], la relation pH + pOH =14 tient à 25°C.
Un pH inférieur à 7 indique une acidité, un pH de 7 indique une neutralité et un pH supérieur à 7 signale une base. Pour des mesures précises, un pH-mètre est utilisé ; pour une évaluation rapide, les définitions ci-dessus constituent un guide fiable.