Dilue une solution corrosive et regarde son pH glisser vers 7, verse de la soude dans un acide pour voir les ions H⁺ et HO⁻ se combiner en molécules d'eau, puis plonge un métal dans l'acide chlorhydrique et observe le dihydrogène bouillonner.
La dilution est une transformation physique : on ajoute du solvant sans changer les espèces dissoutes. Les ions H⁺ d’un acide (ou HO⁻ d’une base) sont toujours là, mais répartis dans un volume plus grand : la solution est moins concentrée. Chaque fois que le volume est multiplié par dix, le pH d’un acide gagne une unité et celui d’une base en perd une : tous deux se rapprochent de 7 sans jamais l’atteindre. La solution devient moins corrosive, mais un acide dilué reste acide.
Verser une base dans un acide fait disparaître les ions hydrogène H⁺ et hydroxyde HO⁻, qui se combinent deux à deux en molécules d’eau : H⁺ + HO⁻ → H₂O. Quand il n’en reste ni d’un côté ni de l’autre, la solution est neutre et le pH vaut 7. Les ions sodium Na⁺ et chlorure Cl⁻ n’ont pas réagi : ce sont les ions spectateurs.
L’acide chlorhydrique (H⁺ + Cl⁻) attaque le fer et le zinc, pas le cuivre. La réaction chauffe le tube et s’arrête quand l’acide est épuisé. Il se forme du dihydrogène H₂, qui détone à l’approche d’une flamme, et des ions du métal : la soude donne un précipité vert avec les ions fer II. 2 H⁺ + Fe → H₂ + Fe²⁺.
Les réactions acidobasiques modélisent les réactions entre les solutions acides et les solutions basiques. Les réactifs, l'ion hydrogène et l'ion hydroxyde, se combinent pour former une molécule d'eau. De nombreux métaux peuvent être dégradés par les solutions acides.
Définitions clés
La dilution
La dilution est une transformation physique. Elle consiste à augmenter la quantité de solvant présent dans une solution; les espèces chimiques dissoutes restent inchangées.
Dilution et pH
Au cours d'une dilution, le pH d'une solution évolue et se rapproche de 7 : la solution devient moins corrosive.
La réaction acidobasique
Mélanger des solutions diluées d'acide chlorhydrique (H⁺ + Cl⁻) et de soude (Na⁺ + HO⁻) donne une solution dont le pH est plus proche de 7 que celui des solutions de départ.
L'équation de la réaction
Les ions hydrogène de l'une et hydroxyde de l'autre sont consommés : ils se combinent pour former une molécule d'eau.
Les ions spectateurs
Les espèces chimiques qui ne participent pas à la transformation sont appelées « spectatrices ».
Fer et acide chlorhydrique
Le contact entre l'acide chlorhydrique et le fer déclenche une transformation chimique : la température augmente et deux nouveaux corps apparaissent, le dihydrogène gazeux H₂ et l'ion ferreux Fe²⁺.
Les autres métaux
D'autres métaux, comme le zinc, peuvent aussi réagir avec les acides.
La corrosion
Dans de nombreux cas, les solutions acides dégradent les métaux.