Équilibres Acido-Basiques
Ce chapitre illustre la chimie des réactions et des équilibres acido-basiques, et fournit à l'élève des outils pour quantifier les concentrations d'acides et de bases dans les solutions.
Acides et Bases de Brønsted-Lowry
À l'issue de cette leçon, l'élève devra maîtriser les principes chimiques suivants : Identification des Agents Chimiques : L'élève identifiera les acides, les bases et leurs paires conjuguées respectives en stricte conformité avec la théorie de Brønsted-Lowry. Formulation des Réactions : L'élève composera des équations formelles représentant l'ionisation des substances acides et basiques. Calculs d'Équilibre Aqueux : En employant la constante de l'autoprotolyse de l'eau, l'élève déterminera les concentrations précises des ions hydronium et hydroxyde au sein d'une solution. Observation de l'Amphiprotisme : L'élève décrira avec précision le comportement duel des substances amphiprotiques, qui peuvent agir soit comme acide, soit comme base selon les circonstances.
pH et pOH
À l'issue de cette section, l'élève devra atteindre les compétences suivantes : Classification des Solutions Aqueuses : L'élève expliquera les méthodes par lesquelles une solution est caractérisée comme étant de nature acide, basique ou neutre. Expression des Concentrations Ioniques : L'élève exprimera les concentrations des ions hydronium et hydroxyde par l'application formelle des échelles de pH et de pOH. Relation Mathématique des Échelles : L'élève effectuera les calculs nécessaires pour relier les valeurs de pH et de pOH entre elles.
Forces Relatives des Acides et des Bases
À l'issue de cette section, l'élève devra démontrer les aptitudes académiques suivantes : Évaluation de la Puissance Chimique : L'élève évaluera les forces relatives des substances acides et basiques au moyen de leurs constantes d'ionisation respectives. Rationalisation des Tendances Structurelles : L'élève fournira un compte rendu rationnel des variations de la force acide-base en relation avec la structure moléculaire sous-jacente de la matière. Exécution de Calculs d'Équilibre : L'élève effectuera les calculs mathématiques requis relatifs à l'équilibre des systèmes d'acides et de bases faibles.
Hydrolyse des Solutions Salines
À l'issue de cette section, l'élève devra démontrer les aptitudes académiques suivantes : Prédiction du Caractère Salin : L'élève déterminera par déduction théorique si la dissolution d'un sel donné dans l'eau donnera une solution acide, basique ou neut. Calcul des Espèces Ioniques : L'élève calculera avec une précision mathématique les concentrations des diverses espèces chimiques existant en équilibre au sein d'une solution saline. Explication de l'Hydrolyse Métallique : L'élève décrira le processus chimique — à savoir l'interaction entre l'eau et certains cations métalliques — qui confère un caractère acide à leurs solutions.
Acides Polyprotiques
À l'issue de cette section, l'élève devra démontrer l'aptitude académique suivante : Extension des Principes d'Équilibre : L'élève étendra les lois de l'équilibre chimique précédemment établies pour englober les acides et les bases capables de donner ou d'accepter plus d'un proton.
Tampons
À l'issue de cette section, l'élève devra démontrer les aptitudes académiques suivantes : Description des Agents Tampons : L'élève décrira la composition chimique et la fonction stabilisatrice des tampons acido-basiques, spécifiquement leur capacité à résister aux changements d'acidité ou d'alcalinité. Calcul des Équilibres de Tampons : L'élève calculera le pH d'une solution tampon avec une exactitude mathématique, tant dans son état initial qu'à la suite de l'introduction de quantités supplémentaires d'acide ou de base.
Titrages Acido-Basiques
À l'issue de cette section, l'élève devra démontrer les aptitudes académiques suivantes : Interprétation des Courbes de Titrage : L'élève interprétera les représentations graphiques de la variation du pH, appelées courbes de titrage, pour les systèmes impliquant des acides et des bases forts et faibles. Calcul des Étapes du pH : L'élève calculera avec rigueur mathématique le pH d'un échantillon aux moments critiques du processus de titrage, y compris l'état initial, la région tampon, le point d'équivalence et l'état d'excès de titrant. Explication de la Fonction des Indicateurs : L'élève expliquera la fonction chimique des indicateurs acido-basiques, qui sont eux-mêmes des acides ou des bases organiques faibles subissant un changement de couleur visible lors du gain ou de la perte d'un proton.