AGS - Principes chimiques

1. Réaction Acide-Base : échange de protons (H+)

Acide: en solution aqueuse, [HA] libère des H+ en solution aqueuse --> base conjuguée [A-] + (H3O)+

Base: en solution aqueuse, libère des ion OH- et capte des ions H+ --> acide conjugué + (OH)-

Remarque: Acide fort: pKa < 0 (acide se dissocie totalement et pH > pKa)

pKa = 14 - pKb

Sel: produite résultant de la réaction d'un acide avec d'une base --> remplacement des H+ de l'acide par un ion métallique (+ formation d'H2O). Un acide -eux donne un sel - ite; un acide -ique donne un sel -ate; un acide -hydrique donne un sel -ure.

Constante d'équilibre de la relation [Acide <--> Base + H+] est Ka - notation sous forme logarithmique négative: -log10(Ka) = pKa (par analogie à la détermination du pH) --> Acide fort si pKa < 0 ; acide d'autant plus faible que son pKa est élevé ([(H3O)+/H2O] pKa de l'eau = 0 si libère des H+ ou [H2O/(OH)-] pKb = 14 si l'eau libère des OH-)

Table des pKa - Réactions dangereuses - pKa/pKb/solubilité

Constante d'équilibre de la relation [Base <--> Acide + OH-] est Kb --> pKb = 14 - pKa

Réaction acide/base va dans le sens du couple qui a le pKa le plus faible

Oxyde acide = oxyde non-métallique = produit un acide en présence d'eau (exemple: SO3 + H2O --> H2SO4 ou SO2 + 2 NaOH --> Na2SO3 + H2O)

Oxyde basique = oxyde métallique = produit une base en présence d'eau (exemple: Li2O + H2O --> 2 LiOH ou MgO + 2 HCl --> MgCl2 + H2O)

Ampholyte - Oxyde amphotère = comportement acide en présence d'une base et comportement basique en présence d'un acide (exemple: Al2O3 + 6 HCl --> 2 AlCl3 + 3 H20 ou Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O --> 2 Na[Al(OH)4]

2. pH: (réf.: Equation de Henderson)

(pour des solutions faiblement concentrées)

Acide fort: pH = -log(concentration de l'acide)

Base forte: pH = 14 + log(concentration de la base)

Acide faible: pH = 1/2 (pKa - log(concentration))

Base faible: pH = 7 + 1/2 pKa + 1/2 log(concentration)

Solution tampon: pH = pKa + log (concentration base / concentration acide)

Effet tampon par un couple acide/base conjuguée dont le pKa proche du pH désiré --> pH = pKa

Sels:

- d'un acide fort et une base forte : pH = 7

- d'un acide fort et d'une base faible: pH = 7 - 1/2 pKa - 1/2 log(concentration du sel)

- d'un acide faible et d'une base forte: pH = 7 + 1/2 pKa + 1/2 log(concentration du sel)

- d'un acide faible et d'une base faible: pH = 7+ 1/2 pKa - 1/2 pKb

3. Electronégativité:

4. Réaction d'oxydo-réduction: échange d'électrons

Oxydo-réduction = changement d'étage d'oxydation de deux élements en réaction

Oxydation = perte d'électron [Fe2+ --> Fe3+] <--> S'oxyder = donner un électron <--> Oxyder = capter un électron (oxydation diminue le niveau énergétique) --> L'oxydant prend l'électron et le réducteur donne l'électron.

Réduction = capture d'électron [(MnO4)- --> (Mn)2+]<--> Se réduire = capter un électron <--> Réduire = donner un électron (réduction augmente le niveau énergétique)

Le plus électronégatif s'attribue la charge négative (étage d'oxydation négatif)

Etages d'oxydation:

	Les métaux	E.O. = +1	famille Ia : Li, Na, K, Ag
		E.O. = + 2	famille IIa : Be, Mg, Ca, Ba, Zn
		E.O. = + 3	famille IIIa : B, Al
	L'hydrogène	E.O. = -1	dans un hydrure (H-). ex . NaH
		E.O. = 0	exclusivement dans la molécule H2
		E.O. = +1	à part ces deux cas ci-dessus, l'hydrogène est toujours à l'étage +1
	L'oxygène	E.O. = -2	presque toujours
		E.O. = -1	dans péroxyde (-O-O-) : H2O2
		E.O. = O	exclusivement dans la molécule O2 ou O3(Ozone)
	Le fluor	E.O. = -1	presque toujours
		E.O. = O	exclusivement dans la molécule F2

5. Solubilité:

Table de solubilité ~ température - Ks - g/dL

La solubilité est exprimée en général en grammes de soluté par 100 grammes de solvant. Ks est la constante de solubilité (à une température donnée) dont l'unité correspond à (mol)**(a+b)/L**(a+b) pour un sel MaXb.

Solide (soluté) + liquide (solvant) : soluté solide (+ enthalpie) --> soluté liquide (+ entropie) --> soluté en solution

Solubilité limité par les besoins en énergie de fusion et facilité par l'augmentation d'entropie (chaos moléculaire) --> solubilité ~ température (solubilité augmente avec la température si la fusion [+ mélange] est endothermique)