Réactions acide-base
Présenter les principales propriétés des acides et des bases, et introduire la notion d’acides et de bases ainsi que certains indicateurs.
Les fondements scientifiques de cette expérience
Les acides et les bases constituent deux grands groupes de composés, généralement définis respectivement comme des donneurs ou des accepteurs de protons. Ils sont facilement identifiables grâce à leur interaction avec les indicateurs de pH, qui changent de couleur en fonction de la présence d’un acide ou d’une base.
Selon la définition de Brönsted, les substances acides sont des donneurs d’ions hydrogène et, en solution aqueuse, elles forment des ions oxonium.
HCl + H₂O → Cl⁻ + H⁺ + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.
Les bases réagissent pour libérer des ions hydroxyde en solution aqueuse, soit par simple dissolution, comme c’est le cas pour les hydroxydes de métaux alcalins.
Une autre définition des acides et des bases a été donnée par Lewis, qui a défini un acide comme une substance capable d’accepter une paire d’électrons isolée et une base comme une substance qui cède une paire d’électrons isolée.
L’acidité ou l’alcalinité des solutions est mesurée à l’aide de l’échelle de pH, qui est définie par la formule suivante : pH = – log 10 [H₃O⁺].
Certaines substances organiques subissent des transformations réversibles au contact d’acides ou de bases et changent de couleur lors de ces transformations. Pour cela,
Matériel utilisé
- Papier de tournesol — CHE-036
- Bécher de 100 ml — HEA-001
- Tige en verre — PLA-004
- Pipette à gouttes — PLA-003+PLA-019
- Tubes à essai — PLA-007
- Portoir pour tubes à essai — PLA-012
- Kit de dissection — BIO-007
- Support trépied — HEA-014
- Brûleur à alcool — CHE-022
- Support en fer — CHE-037
- Grille métallique — HEA-015
Produits chimiques et réactifs
- Eau distillée
- Acide chlorhydrique — R : 34-37 S : 26-45
- Hydroxyde de sodium — R : 35 S : 26-37/39-45
- Chlorure de sodium
- Ammoniac — R : 34-50 S : 26-36/37/39-45-61
- Oxyde de magnésium
- Ruban de magnésium
- Acide acétique
- Vinaigre
- Jus de citron frais
- Jus de chou rouge
Consignes de sécurité
- Cette expérience doit être réalisée sous une hotte ou à l’extérieur.
- Ne laissez pas les flacons d’acide chlorhydrique et d’ammoniac sans bouchon.
Questions destinées aux élèves
- Notez vos observations sur ce qui se passe.
- Notez vos observations et comparez les résultats avec ceux obtenus à l’aide du papier indicateur.
- Comparez les résultats de tous ces tests.
À quoi s’attendre
Le papier de tournesol change de couleur comme suit : acide chlorhydrique : rouge ; chlorure de sodium : ne change pas de couleur = NEUTRE ; solution d’ammoniaque : bleu ; oxyde de magnésium : bleu ; acide acétique : rouge ; vinaigre : rouge. Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2. Le jus de chou rouge est un indicateur de pH naturel. Il contient des substances chimiques appelées anthocyanines, qui sont des pigments réagissant différemment aux acides et aux bases. De nombreuses fleurs, fruits et légumes contiennent des substances chimiques qui changent de couleur dans des solutions de différents pH. Les valeurs de pH et les couleurs de l'extrait de chou rouge.
Élimination
Jetez les solutions dans le conteneur destiné aux déchets liquides.
Réalisez cette expérience dans votre classe
Cette expérience s'inscrit dans le cadre d'ATP Volta, un laboratoire scientifique mobile autonome qui transforme une salle de classe ordinaire en véritable laboratoire dédié aux STEM, proposant plus de 200 expériences en physique, chimie, biologie, robotique et ingénierie. « Gali », le tuteur basé sur l'IA intégré à ATP Connect, guide les élèves à chaque étape et répond à leurs questions directement au poste de travail.
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