I- Étude de quelques solutions acides.

1)- Rappels.

-  à 25 °C, une solution aqueuse est acide si pH < 7, basique si pH >7 et neutre si pH = 7.

-  Le pH d'une solution aqueuse est lié à la concentration en ions hydrogène H⁺.

-  Si [ H⁺] ↑  => pH ↓ car par définition :  [ H⁺]  = 10 ^–pH

-  On mesure le pH d'une solution aqueuse en utilisant :

-  Du papier pH,

-  Les indicateurs colorés (B.B.T, hélianthine et phénolphtaléine),

-  Le pH-mètre.

2)- La solution d'acide chlorhydrique.

-  Le chlorure d'hydrogène HCl est un gaz très soluble dans l'eau.

-  La solution obtenue est appelée acide chlorhydrique.

-  À 25 °C, une solution d'acide chlorhydrique de concentration C = 1,0 × 10^–2 mol / L a un pH = 2.

-  Équation bilan de la réaction de dissociation de HCl :

3)- Solution d'acide sulfurique.

-  L'acide sulfurique pur (H₂SO₄)est un liquide visqueux, très corrosif de densité d  ≈ 2,0.

-  Au contact de l'eau, l'acide sulfurique se dissocie complètement :

 

II- Action des acides sur les métaux (tp chimie N° 3).

1)- Rappels.

-  L'ion hydrogène réagit sur le fer métal, le zinc métal et l'aluminium métal pour donner :

-  un dégagement gazeux de dihydrogène.

-  Et la formation de cations métalliques ( Fe²⁺, Zn²⁺ et Al³⁺).

-  Les ions hydrogène ne réagissent pas avec le cuivre métal, avec l'argent métal et l'or métal.

2)- Le couple H⁺ / H₂.

-  Étude d'un exemple : action de l'acide chlorhydrique sur le fer.

 

-  Demi-équations électroniques et équation bilan :

-  Classement des couples :

 

-   L'ion hydrogène est un oxydant plus fort que l'ion fer (II) et le fer métal et un réducteur plus fort que le dihydrogène.

 

III- Classification électrochimique.

1)- Place du couple H⁺ / H₂.

-  L'ion hydrogène est un oxydant plus fort que l'ion zinc (II) qui est un oxydant plus fort que l'ion fer (II), mais c'est un oxydant plus fort que l'ion cuivre (II).

-  Classification.

 

2)- Prévision de l'action des acides sur les métaux.

-  La règle du gamma permet de déterminer la réaction naturelle qui a lieu entre un couple M⁺ / M et le couple H⁺ / H₂.

-  Les métaux des couples situés au-dessous du couple H⁺ / H₂ réagissent avec les solutions d'acides (à anion non oxydant).

-   Leur oxydation par les ions H⁺ donne :

-  Des cations métalliques Mⁿ⁺ et un dégagement de H₂.

-  Les métaux des couples situés au-dessus du couple H⁺ / H₂ ne réagissent pas avec les solutions d'acides (à anion non oxydant).

 

IV- Étude quantitative d'une réaction d'oxydoréduction.

1)- Bilan de matière. Réaction entre un métal et un ion métallique.

 

2)- Volume molaire des gaz. Application du TP Chimie N° 3.

-  Le volume molaire est le volume d'une mole d'un corps pur à l'état gazeux

-  Dans les C.N.T.P : V_m = 22,4 L / mol

-  V = n.V_m

-  La loi d'Avogadro Ampère : tous les gaz, pris dans les mêmes conditions de température et de pression ont le même volume molaire.

 

3)- Bilan des charges électriques.

-  La quantité d'électricité mise en jeu au cours d'une réaction d'oxydoréduction est égale à la valeur absolue de la charge totale des électrons échangés.

-  Déterminer la valeur de la charge Q portée par une mole d'électrons.

-  Q = N_A . (– e)

-  Q ≈ 6,02 × 10^{23 ×} (– 1,6 x 10 ^{– 19})

-  Q ≈ - 9,65 × 10⁴ C / mol

-  La valeur absolue de la charge portée par une mole d'électrons est appelée le FARADAY de symbole F.

-   1 F = 96500 C / mol