QCM N° 08 Force des acides et des bases

QCM N° 08 Force des acides et des bases

QCM. N° 08

Force des acides et des bases

QCM N° 08 Force des acides et des bases AIDE Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
	Énoncé	A	B	C	R
1	Selon Bronsted, un acide est une espèce chimique capable :	De céder au moins un électron e^–	De céder au moins un ion hydrogène H⁺	De céder au moins un ion hydroxyde OH^–	B
2	Le pH d’une solution aqueuse est défini par la relation :				A
3	La constante d’acidité d’un couple AH / A^– est associée à la réaction :	AH (aq) + H₂O (ℓ) H₃O⁺ (aq) + A^–(aq)	H₃O⁺ (aq) + A^–(aq) AH (aq) + H₂O (ℓ)	2H₂O (ℓ) H₃O⁺ (aq) + OH^– (aq)	A
4	Si x = log 10^–3, alors :	x = 3	x = - 3	x = 0,001	B
5	La dissolution de acide nitrique HNO₃ (acide fort), mène à une solution contenant principalement :	Les ions nitrate NO₃^–(aq) et les ions oxonium H₃O⁺ (aq)	L’acide nitrique HNO₃	L’acide nitrique, les ions nitrate les ions oxonium	A
6	Le taux d’avancement final de la transformation entre un acide faible et l’eau est :	Supérieur à 1	Inférieur à 1	Égal à 1	B
7	L’espèce prédominante du couple NH₄⁺ / NH₃ (pK_A = 9,2) dans une solution de pH = 10,6 est :	NH₄⁺	NH₃	Impossible à déterminer	B
8	Plus le pK_A d’un acide / base est petit :	Plus l’acide du couple est faible	Plus la base du couple est forte	Plus l’acide du couple est fort	C
9	La formule semi-développée de la base dont l’acide est la glycine ⁺H₃N-CH₂-COO^- (un acide α-aminé) est :	⁺H₃N-CH₂-COOH	H₂N-CH₂-COOH	H₂N-CH₂-COO^-	C
10	Un acide α-aminé comporte :	Un groupe carbonyle	Une fonction acide carboxylique et une fonction amine portées sur deux atomes de carbone différents	Une fonction acide carboxylique et une fonction amine portées sur le même atome de carbone	C

QCM réalisé avec le logiciel Questy

Pour s’auto-évaluer

Acide et base selon Bronsted.

- Un acide est une espèce chimique capable de céder au moins un ion hydrogène H⁺.

- L’acide AH se transforme alors en sa base conjuguée A^–.

- Écriture formelle :

AH (aq)	→	A^– (aq)	+	H⁺
Acide		Base		ion hydrogène

- Une base est une espèce chimique capable de capter au moins un ion hydrogène H⁺.

- La base A^– se transforme alors en son acide conjugué AH.

- Écriture formelle :

A^– (aq)	+	H⁺	→	AH (aq)
Base		ion hydrogène		Acide

pH d’une solution :

- Elle peut se déduire de la définition du pH d’une solution aqueuse diluée :

- Le pH d’une solution est un indicateur d’acidité lié à la présence des ions oxonium H₃O⁺ (aq) en solution.

Pour une solution diluée, [H₃O⁺] < 0,050 mol . L^–1,

Le pH est défini par la relation suivante :

définition du pH

Cette relation est équivalente à :

pH : grandeur sans unité

[H₃O⁺] : concentration en ions oxonium en mol . L^–1

C⁰ : concentration standard : C⁰ = 1,0 mol . L^–1

- La concentration des ions oxonium peut se déduire de la définition du pH d’une solution aqueuse diluée :

- Si pH = 7,0

- [H₃O⁺ ]_éq = C⁰ . 10^–pH

- [H₃O⁺ ]_éq = 1,0 × 10^{– 7,0}

- [H₃O⁺ ]_éq ≈ 1,0 × 10^–7mol . L^–1

Constante d’acidité :

- La constante d’acidité du couple acide / base AH (aq) / A^– (aq) est la constante d’équilibre associée à l’équation :

AH (aq) + H₂O (ℓ) H₃O⁺ (aq) + A^–(aq)

AH (aq) + H₂O (ℓ)

H₃O⁺ (aq) + A^–(aq)


K_A	Constante d’acidité (sans unité)
[AH]_éq	Concentration de l’acide à l’équilibre (mol . L^–1)
[A^–]_éq	Concentration de la base conjuguée (mol . L^–1)
[H₃O⁺]_éq	Concentration en ions oxonium (mol . L^–1)
C⁰	Concentration standard : C⁰ = 1,0 mol . L^–1

- On peut simplifier l’écriture de cette expression :

- On omet de mettre la concentration standard C⁰.

- Mais, il ne faut pas oublier que la constante d’acidité est une grandeur sans unité.

- On définit aussi :

- pK_A = – log K_A soit : K_A = 10^–pKA

La fonction logarithme décimal : (Rappels de math)

- La fonction logarithme décimal a les mêmes propriétés que la fonction logarithme népérien.

log 1 = 0

log (a × b) = log a + log b

log (a / b) = log a - log b

log 10ⁿ = n log 10 = n avec n € Z

Dissolution de l’acide nitrique :

- Acide fort dans l’eau.

- La transformation modélisée par la réaction entre l’acide AH (aq) et l’eau H₂O (ℓ) est totale :

- En conséquence :

- Le taux d’avancement de la réaction : τ = 1

- L’écriture de la réaction est la suivante :

Formule de la solution aqueuse d'acide nitrique : { H₃O⁺ (aq) + NO₃⁻ (aq)}

AH (aq) + H₂O (ℓ)

→

H₃O⁺ (aq) + A^–(aq)

- La concentration en ions oxonium :

- [H₃O⁺]_f = [H₃O⁺]_max = C

- C représente la concentration en acide apporté.

- Dans le cas de l’acide nitrique :

HNO₃ (ℓ) + H₂O (ℓ)

→

H₃O⁺ (aq) + NO₃^–(aq)

- Formule de la solution aqueuse d’acide nitrique : { H₃O⁺ (aq) + NO₃^–(aq)}

Acide faible dans l’eau :

- La transformation modélisée par la réaction entre l’acide AH (aq) et l’eau H₂O (ℓ) n’est pas totale :

- En conséquence :

- Le taux d’avancement de la réaction : τ < 1

- L’écriture de la réaction est la suivante :

AH (aq) + H₂O (ℓ)

H₃O⁺ (aq) + A^–(aq)

- La concentration en ions oxonium à l’équilibre :

- [H₃O⁺]_éq = [H₃O⁺]_f < C

- C représente la concentration en acide apporté.

Réaction entre l’ammoniac et l’eau : (voir le contrôle)

- Pour étudier les domaines de prédominance, il faut travailler avec la réaction suivante :

NH₄⁺ (aq) + H₂O (ℓ) H₃O⁺ (aq) + NH₃ (aq)

- De la réaction précédente, on tire :

- relations pH et pKA

- Premier cas : si

- relations

- Deuxième cas : si

- relations

- Troisième cas : si

- relations

- Dans le cas présent comme pH = 10,6, pH > pK_A2 = 9,2, c’est l’ammoniac NH₃ (aq) qui prédomine.

Force comparée des acides et des bases : (Cours année 2000)

- Un acide AH (aq) est d’autant plus fort dans l’eau que le pK_A du couple auquel il appartient est petit (ou son K_A grand)

- Une base A^– (aq) est d’autant plus forte dans l’eau que le pK_A du couple auquel elle appartient est grand (ou son K_A petit).

- Acides et bases en solution aqueuse :

- Les couples extrêmes sont : H₃O⁺/ H₂O et H₂O / OH ^–.

La glycine :

Acide

α-aminé

Nom

Abréviation

Formule brute

Formule

topologique

Glycine

Acide

aminoéthanoïque

Gly

G

C₂H₅NO₂

glycine

AH (aq)		A^– (aq)	+	H⁺
Acide		Base		ion hydrogène

- H₂N-CH₂-COOH H₂N-CH₂-COO^– + H⁺

- Diagramme de prédominance :

Acides α-aminés :

- Un acide α-aminé contient les groupes caractéristiques carboxyle – COOH et amine – NH₂.

- Ces groupes caractéristiques sont portés par le même atome de carbone.

acide alpha-aminé

- Le groupement amino – NH₂, a un comportement basique, alors que le groupement carboxyle – COOH a un comportement acide.

- En solution aqueuse, un acide α-aminé existe essentiellement sous forme d’ions dipolaires appelés amphions ou zwitterions.

- Un amphion résulte du transfert interne d’un proton H⁺ du groupe carboxyle vers le groupe amine de l’acide α-aminé.

- On est en présence d’une réaction acido-basique intramoléculaire.


Acide α-aminé		Amphion ou zwitterion