Une réaction chimique par définition forme de nouveaux produits chimiques (appelés les produits) à partir des produits chimiques initiaux (appelés les réactifs). Il devrait être logique que l'identité des produits formés dépende des réactifs avec lesquels nous commençons. L'ajout d'un acide à une base est un exemple de réaction chimique, nous devons donc nous attendre à voir de nouveaux produits. Bien qu'il existe un schéma pour ce type de réaction, en fin de compte les produits formés dépendent de l'acide et de la base utilisés.
Pas une réponse facile
À première vue, cette question a une réponse simple. La plupart des livres d'introduction à la chimie enseignent que la réaction entre un acide et une base est appelée neutralisation et que les produits formés sont de l'eau et un sel. Par exemple, si vous mélangez de l'acide chlorhydrique (HCl) avec de l'hydroxyde de sodium (NaOH), les produits formés sont de l'eau (H20) et du chlorure de sodium (NaCl), bien connu sous le nom de sel de table.
HCl + NaOH --> H2O + NaCl
Le problème, c'est que ce n'est pas si simple. Pour répondre complètement à cette question, nous devrons être beaucoup plus précis.
Un point de départ
Commençons par mélanger un acide fort avec une base forte. L'ajout du mot « fort » signifie que ces acides et bases se dissocient complètement (ou se séparent) lorsqu'ils sont mis dans l'eau. L'utilisation d'un acide fort dans une expérience signifie que l'acide est déjà dissous dans l'eau (et c'est probablement aussi vrai pour la base). Si vous ajoutez ensuite l'acide à la base, les produits seront de l'eau (en plus de l'eau déjà présente) et un sel (qui n'est pas forcément du « sel de table »).
Par exemple, mélangez l'acide fort HNO3 (acide nitrique) avec la base forte KOH (hydroxyde de potassium).
HNO3 + KOH --> H2O + KNO3
Dans cet exemple, KNO3 est le sel, donc de l'eau et un sel se forment comme prévu. Cette réaction a lieu dans l'eau, de sorte que le sel n'est probablement pas lié ensemble, mais est plutôt séparé sous forme d'ions dans l'eau.
L'équation ionique complète
En fait, les chimistes écrivent ce qu'on appelle une équation ionique complète pour montrer quels produits chimiques sont dissociés :
H+ (aq) + NO3- (aq) + K+ (aq) + OH- (aq) --> H2O (l) + K+ (aq) + NO3- (aq)
Cette longue équation montre que l'acide fort et la base forte sont dissociés dans l'eau ("aq" signifie aqueux), et de l'eau se forme, laissant les ions potassium (K+) et nitrate (NO3-) encore dans le l'eau.
L'équation ionique nette
Cela conduit à une autre question intéressante: comment se forme un sel? Dans ce cas, non. Les ions qui formeraient le sel sont là, mais sous leur forme actuelle, ils n'ont pas formé le sel. Ainsi, les chimistes écrivent ce qu'on appelle l'équation ionique nette pour montrer ce qui s'est réellement passé :
H+ (aq) + OH- (aq) --> H2O (l)
Cela nous dit que la seule vraie réaction est cet exemple est la formation d'eau. Les ions K+ et NO3- n'ont rien fait, ils sont donc exclus de l'équation ionique nette.
Compliquer la neutralisation avec la stoechiométrie
Et si vous vouliez vous retrouver avec les produits uniquement - du sel et de l'eau - et que vous vouliez être sûr que tout l'acide et la base avaient disparu? Cela devient un problème stoechiométrique. Sans ajouter suffisamment de base, il restera de l'acide de la réaction. L'acide n'est pas un produit, mais il est mélangé aux produits. De même, ajouter trop peu d'acide entraînerait une quantité de base restante, qui serait à nouveau mélangée aux produits. Mathématiquement, vous pouvez calculer la quantité d'acide que vous devez mélanger avec une certaine quantité de base pour obtenir une neutralisation complète.
Acides faibles, bases faibles et formation de gaz
Que faire si l'acide ou la base (ou les deux) n'est pas « fort »? Il existe de nombreux acides et bases faibles, ce qui signifie qu'ils se dissocient très peu lorsqu'ils sont mélangés à de l'eau. En termes simples, la neutralisation a toujours lieu (formant de l'eau et un sel), mais si nous allons au-delà de ce simple énoncé, nous trouvons que les équations ioniques complètes et ioniques nettes sont très différentes d'un acide fort/base forte réaction.
Il y a une autre complication: et si un acide était mélangé avec quelque chose comme NaHCO3? Considérez la réaction bien connue qui se produit lorsque vous mélangez du bicarbonate de soude (NaHCO3) avec du vinaigre acide. Un gaz se forme. La neutralisation a lieu, mais les produits ne sont plus seulement de l'eau et un sel.
Regardez l'acide chlorhydrique et le bicarbonate de soude, par exemple :
HCl + NaHCO3 --> NaCl + H2O + CO2
Les produits ne sont pas seulement un sel (NaCl) et de l'eau (H2O), mais aussi un gaz (CO2).
Conclusion
Il n'y a pas de solution simple au problème des produits que l'on obtient en mélangeant un acide avec une base. Le résultat final du mélange et de l'acide avec une base dépend de l'acide et de la base utilisés et de la quantité d'acide et de base que vous utilisez. La force ou la faiblesse de l'acide et de la base a également un impact sur les produits de la réaction. En général, ces réactions conduisent à la formation d'un sel additionné d'eau et parfois d'un gaz.
