Acide

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Un acide est un composé Physique généralement défini par ses réactions avec des produits chimiques complémentaires, les bases.

L’acidité fut d’abord définie par Arrhénius à la fin du XIXème siècle: un acide est un espèce pouvant libérer des protons H⁺ et une base une espèce pouvant libérer des ions hydroxydes HO^-. Mais cette définiton n’était pas assez générale et n’expliquait pas la basicité de certaines espèces ne libérant pas de HO^- en solution aqueuse.

La seconde définition, celle de Bronsted-Lowry (1922) nous dit qu’un acide libère un ou des protons et une base capte un ou des protons:

           AH    +   B^-     =    A^-      +   BH
           acide1    base1      acide2       base2

Par la définition de Joannes Bronsted et Thomas Lowry, un acide est un composé chimique qui tend à donner un proton à une entité complémentaire, la base. Les réactions qui vont avoir lieu entre un acide et une base sont nommées : réactions acido-basique, ou réactions acide-base. Un tel acide est appelé acide de Bronsted.

Ainsi, dans l’eau un couple acide/base réagit avec un autre couple en s’échangeant des ions, ici les couples acido-basiques sont AH/A- ET BH/B-.

Mais la définition de Lewis (1923) est de loin la plus large: un acide de Lewis est accepteur de doublets, ayant donc une orbitale vide, et une base de Lewis est un donneur de doublet, ayant un doublet libre. Par la définition de Lewis, un acide est une espèce qui peut, au cours d’une réaction, accepter une paire d’électrons (un doublet). C’est donc une espèce électrophile, qui possède une lacune électronique dans sa structure.

On peut aisément reconnaître un acide grâce à des tests de pH (potentiel hydrogène).Un acide a un pH inférieur à 7. Plus le pH est bas, plus l’acide est fort. Pour mesurer le pH, on peut effectuer différents tests... (papiers pH, indicateurs colorés, utilisation d’un pH-mètre...)

Sommaire

Acide dans l’eau

Pour les réactions dans l’eau, on utilise habituellement la définition de Bronsted. Un acide peut être représenté par la formule générique AH

On établit une distinction entre les acides faibles et les acides forts. Ces derniers sont caractérisés par le fait que lorsqu’ils sont placés dans l’eau, l’entité AH n’existe plus en solution car la réaction de dissociation est totale.

Parmi les acides forts, on retrouve les acides halohydriques (HCl, HBr, HI) et des acides possédant un atome central avec un haut degré d'oxydation entouré d’atomes d’oxygène (acide nitrique, acide sulfurique, acide perchlorique).

On classe les acides faibles en fonction de leur constante d'acidité.

Dans l’eau, l’acidité est mesurée à l’aide de l’échelle des pH. Notons que l’eau est à la fois un acide faible et une base faible (c’est un amphotère).

Acide en géologie

En géologie, on dit qu’une pierre est acide si elle renferme plus de 65% de silicates. Ceci est une règle qui traduit la définition des acides de Lux-Flood ; dans cette définition, un acide est un accepteur d’ion oxyde O^2-, la silice est donc acide

SiO₂ + H₂O = H₂SiO₃

donc les roches riches en silice sont acides, les roches riches en calcaire sont basiques. Cela a une importance pour comprendre le comportement des magmas (notamment dans les volcans), et lorsque l’on veut dissoudre une roche pour l’analyser, par exemple dissolution dans un acide pour analyse par ICP ou bien dissolution dans un verre pour analyse par spectrométrie de fluorescence X (technique dite de la « perle fondue »).

Pour cette dernière application, on estime souvent l’acidité par l’indice d’acidité, qui est le nombre d’atomes d’oxygène divisé par le nombre d’autres atomes¹ ; par exemple, le SiO₂ a un indice d’acidité de 2, le CaCO₃ a un indice d’acidité de 1,5.

Bibliographie

F. Claisse, Physics and chemistry of borate fusion

Dissolution acide

Une des principales propriétés des solutions acides est de pouvoir dissoudre un grand nombre de matériaux. Le pouvoir de dissolution dépend de la concentration de l’acide et de la nature chimique du matériau et de l’acide.

De manière générale, les métaux ne sont pas stables dans les solutions acides, ils sont donc oxydés (c’est-à-dire ionisés par perte d’un ou plusieurs électrons) ; l’ion métal peut alors rester sous forme dissoute (solvatée), soit se combiner avec un ou plusieurs ions d’oxygène et former un oxyde. L’acidité est un des paramètres importants de la corrosion aqueuse. La dissolution des métaux est utilisée en gravure d’art, c’est la technique de l’eau forte ; elle est aussi utilisée en métallographie pour réveler des défauts (par exemple joints de grain).

Le calcaire se dissout aisément avec des acides faibles ; on nettoie les robinetteries avec du jus de citron (acide citrique) ou du vinaigre (acide acétique).

Les verres peuvent être dissout par de l’acide fluorhydrique, mais la manipulation de cet acide est extrêmement dangereuse.

Les acides concentrés peuvent provoquer des brûlures sur la peau et les muqueuses (yeux, nez, bouche). En cas de brûlure par acide, il faut

protéger : en se protégeant (gants...), fermer le récipient et éviter que l’acide ne se répande (utilisation de papier absorbant), ouvrir les fenêtres pour éviter les dégagements de vapeurs ;
retirer les vêtements imbibés (en faisant attention à ne pas contaminer d’autres personnes ou des parties saines de la victime) ;
faire ruisseler de l’eau pour laver la partie atteinte, en évitant de contaminer les parties saines ;
prévenir les secours (« 112 » dans l’Union européenne, « 15 » en France) en mentionnant le produit en cause.

L’utilisation d’acides concentrés doit toujours se faire par des personnes formées et équipées (blouse, gants, lunette), sous hotte.

Voir aussi

Liens internes

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