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. Remarque : L'ion H+ dans l'eau est hydraté.
En chimie, la base conjuguée d'un acide est l'espèce chimique (ion ou molécule) qui forme avec cet acide un couple acide/base. La base conjuguée d'un acide fort est une base très faible ou nulle ( ex. : couples acide chlorhydrique/chlorure, acide bromhydrique/bromure et acide iodhydrique/iodure).
Pour obtenir la base conjuguée d'un acide, il suffit de retirer un proton H+ à cet acide. Dans une réaction acido-basique, l'acide d'un couple acido-basique réagit toujours avec la base d'un autre couple acido-basique.
Le bicarbonate, ou hydrogénocarbonate, est un ion polyatomique dont la formule chimique est HCO3−. Le bicarbonate doit son préfixe (« bi- ») à son double caractère acido-basique (dit caractère amphotère) : il est à la fois acide et base, appartenant à deux couples acido-basiques différents.
L'ion hydronium est le plus simple des ions oxonium ; sa formule chimique est H3O+ ou H+(aq). En solution aqueuse, il est solvaté par plusieurs molécules d'eau et peut être écrit H7O3+, H9O4+ etc. Il résulte de la protonation d'une molécule d'eau soit par un acide, soit par autoprotolyse de l'eau.
La concentration en H3O+ s'obtient en faisant 10^-pH. Il est donc facile de déterminer cette concentration. Pour les OH-, il faut connaitre le produit ionique de l'eau. Ke=[H3O+][OH-]=10^-14.
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. Remarque : L'ion H+ dans l'eau est hydraté. Il devient l'ion oxonium H3O+(aq), noté parfois par simplification H+(aq).
L'ammoniac NH3 capte un proton H+ de l'eau pour former NH4+. De même, il réagit avec l'eau pour former un ion OH– : L'ammoniac est donc à la fois une base de Brønsted et une base d'Arrhenius.
CO2 est un acide
Cette transformation est un équilibre et les 4 espèces coexistent.
En chimie, l'acide conjugué d'une base est l'espèce chimique (ion ou molécule) qui forme avec cette base un couple acide/base. L'acide conjugué d'une base forte est un acide très faible ou nul (les couples hydroxyde/eau, hydrure/hydrogène et amidure/ammoniac par exemple).
5 - Les couples acide/base de l'eau : l'eau appartient à deux couples : - H3O+(aq) / H2O(l) H3O+(aq) = H2O(l) + H+ - H2O(l)/ HO-(aq) H2O(l) = HO- + H+ .. L'eau est un ampholyte car elle appartient à deux couples acide/base, l'un où elle est la base du 1er couple et l'autre où elle est l'acide du 2ème couple.
pH = - log [H3O+]
où [H3O+] est la concentration molaire en ions oxonium H3O++ exprimée en moles par litre.
- Si pH = pKa, [A−]f = [AH]f : les espèces acide et basique ont la même concentration en solution.
On détermine la formule semi-développée de la base conjuguée en ôtant un proton \ce{H+} à la formule semi-développée de l'acide donné. En ôtant un proton \ce{H+} à la formule semi-développée de l'acide donné \ce{HNO3}, on détermine la formule semi-développée de sa base conjuguée : \ce{NO3-}.
Une solution de pH = 7 est dite neutre (ordre d'idée : l'eau, salive, sang, lait). Une solution de pH < 7 est dite acide (ordre d'idée : jus d'orange, vinaigre, acide chlorhydrique). Une solution de pH > 7 est dite basique (ordre d'idée : savon, chaux, soude, potasse).
L'acide conjugué de l'ammoniac est l'ion ammonium. +/NH3. Une réaction acido- basique est une réaction chimique dans laquelle l'acide d'un couple réagit avec la base d'un autre couple.
/NH3 étant de 9,23, cette réaction est limitée à environ 1 %. La libération d'ions hydroxyde (HO−) confère cependant à l'ammoniaque son caractère basique, avec un pH approximatif de 11,6 pour une solution molaire.
En général, les eaux fortement purifiées, même reminéralisées, présentent un pH inférieur à 7. Les eaux provenant de sources souterraines qui n'ont pas été traitées chimiquement ni modifiées physiquement ont quant à elles un pH de 7,2 à 7,8.
Ce sont les ions H+ qui sont responsables de l'acidité. Une solution basique, comme la soude (Na+, OH-), a un pH supérieur à 7 car elle contient davantage d'ions OH– que d'ions H+. Ce sont les ions OH– qui sont responsables de la basicité.
Acidité d'une solution :
On a vu que dans l'eau pure à 25°C, aH3O+ = 10-7 et donc le pH de l'eau pure à 25°C est 7.
Les ions hydronium et hydroxyle résultant de cette réaction ont une demi-vie très courte, avec la concentration indiquée ci-dessus. L'hydronium est très acide; à 25 °C, son pKa = –1,7.
Calculer la concentration en ion H3O+ à partir du pHMéthode
Le pH définit le caractère acide d'une solution. Il correspond à l'opposé du logarithme décimal de la concentration en ions hydronium. Si le pH est connu, on peut calculer la concentration des ions oxonium en solution. Une solution a un pH égal à 3,5.