REACTIONS DE QUELQUES MATERIAUX AVEC LES SOLUTIONS ACIDES

1)   Qu’est-ce qu’une solution acide ?

1.1) Le pH

Le pH est un nombre qui indique le caractère acide, basique ou neutre d’une solution.

« pH » signifie « potentiel en ion hydrogène ».

                        acide                                neutre                                 basique

                de moins en moins acide                                      de plus en plus basique

                de plus en plus acide                                    de moins en moins basique

0                                                                     7                                                                     14

Ex :            acide chlorhydrique               eau                              soude

       H⁺ + Cl^-                                                                   Na⁺ + HO^-                       

 ion hydrogène + ion chlorure                                      ion sodium + ion hydroxyde

2) L’ion hydrogène H+

atome d’hydrogène H                                                 ion hydrogène H⁺

                 1 électron (1-)

                     1 noyau (1+)                                                        1 noyau (1+)

  Total = (1-) (1+) = 0                                                     Total = (1+)

Un ion hydrogène est un atome d’hydrogène qui a perdu son seul électron. Il ne reste que le noyau.

Dans l’eau, l’ion hydrogène réagit tout de suite avec une molécule d’eau pour former un ion hydronium :

H⁺ + H₂O à H₃O⁺ 

L' acidité d’une solution est due à la présence d’ions hydrogène.

 1.3) Comment mesurer un pH ?

 On utilise :

Ø      Du papier pH qui change de couleur selon le pH.

Ø      Un pHmètre qui indique directement le résultat.

1.4) Comment varie le pH au cours d’une dilution ?

Quand on dilue une solution acide ou basique, c’est-à-dire quand on ajoute de l’eau, le pH se rapproche du pH de l’eau, c’est-à-dire 7.

  1.5) Comment manipuler des acides et des bases ?

 Étude de document pages 50 et 64

2) Réactions de quelques métaux avec l’acide chlorhydrique

 2.1) Tests de quelques ions métalliques

  Rappel : un précipité est un solide qui apparaît dans un liquide au cours d’une réaction chimique.

Consigne : on ajoute de la soude à une solution d’ions métalliques.

Observation :

Ion métallique	Observation
Ion fer II Fe2+	Précipité vert qui devient orange en s’oxydant
Ion aluminium Al3+	Précipité blanc
Ion zinc Zn2+	Précipité blanc
Ion cuivre Cu2+	Précipité bleu

 Conclusion : la soude permet de détecter la présence des ions fer II, aluminium, cuivre et zinc. On dit que la soude est le réactif de ces ions.

  2.2) Test de l’ion chlorure

Consigne : on ajoute du nitrate d’argent à une solution d’ions chlorure Cl^-.

Observation : il se forme un précipité blanc qui noircit à la lumière. 

Conclusion : le nitrate d’argent est le réactif de l’ion chlorure.

2.3) Réaction entre l’acide chlorhydrique et des métaux  

Consigne : on fait agir de l’acide chlorhydrique sur de l’aluminium. On effectue les test du dihydrogène, des ions chlorure et aluminium.

Observation : un gaz se dégage.

Ø      Test du dihydrogène : il y a une explosion à l’approche d’une flamme.

Ø      Test des ions chlorure : il y a un précipité blanc avec du nitrate d’argent.

Ø      Test des ions aluminium : il y a un précipité blanc avec de la soude. 

Conclusion : il s’est formé du dihydrogène, des ions chlorure et des ions aluminium. 

De la même façon :  

Ø      Le fer et l’acide chlorhydrique réagissent ensemble pour former du dihydrogène, des ions chlorure et des ions fer.

Ø      Le zinc et l’acide chlorhydrique réagissent ensemble pour former du dihydrogène, des ions chlorure et des ions zinc. 

Par contre, le cuivre et l’acide chlorhydrique ne réagissent pas ensemble. 

2.4) Bilans et équations-bilans 

Ø      Avec le fer  

Bilan :                          fer + acide chlorhydrique à dihydrogène + ions chlorure + ions fer

Équation-bilan :            Fe + 2 H⁺ + 2 Cl^- à H₂ + 2 Cl^- + Fe²⁺

                                            Électriquement          électriquement

                                               Neutre                         neutre 

 Ø      Avec l’aluminium  

Bilan :   aluminium + acide chlorhydrique à dihydrogène + ions chlorure + ions aluminium

Équation-bilan :            2 Al + 6 H⁺ + 6 Cl^- à 3 H₂ + 6 Cl^- + 2 Al³⁺

                                             Électriquement             électriquement

                                               Neutre                         neutre 

 Ø      Avec le zinc  

Bilan :                          zinc + acide chlorhydrique à dihydrogène + ions chlorure + ions zinc

 Équation-bilan :            Zn + 2 H⁺ + 2 Cl^- à H₂ + 2 Cl^- + Zn²⁺

                                            Électriquement          électriquement

                                               Neutre                         neutre 

 Ø      Avec le cuivre

Bilan :                          cuivre + acide chlorhydrique x

 Équation-bilan :            Cu + H⁺ + Cl^- x 

Ø      Remarques 

Dans ces réactions, les ions chlorure ne se transforment pas : ce sont desions spectateurs ou indifférents. Les équations bilans se simplifient :

Fe + 2 H⁺ à H₂ + Fe²⁺ 

2 Al + 6 H⁺ à 3 H₂ + 2 Al³⁺

Zn + 2 H⁺ à H₂ + Zn²⁺

Il y a conservation de la charge électrique, des atomes et de la masse.