UE 1 CHIMIE Flashcards

1
Q

Acide

A

Espèce pouvant libérer un proton H+

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Q

Base

A

Espèce susceptible de capter un proton H+

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3
Q

Couple acido-basique

A

Noté acide/base AH/A-

Lorsqu’un acide AH cède un proton H+, il se transforme en une base A :

Acide ↔ Base + H+

L’acide et la base sont dits conjugués :

Exemple : CH3COOH ↔ H+ + CH3COO-

Couple CH3COOH / CH3COO-

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4
Q

Polyacide

A

Espèce pouvant libérer deux ou plusieurs protons

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Q

Polybase

A

Espèce pouvant fixer deux ou plusieurs protons

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6
Q

Ampholyte

A

Composé qui peut se comporter comme un acide et comme une base

Les solutions correspondantes sont dites “amphotères”

Exemple :

(1) H2S / HS- H2S ↔ H+ + HS-
(2) HS- / S2- HS- ↔ H+ + S2-

L’ion HS- est un ampholyte car il joue le rôle d’une base dans le couple (1) et celui d’un acide dans le couple (2)

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7
Q

Réaction acido-basique

A

Une réaction acido-basique implique deux couples acide-base conjugués Acide(1)/Base(1) et Acide(2)/Base(2) qui échangent des protons

Couple 1 : Acide (1) ↔ Base (1) + H+

Couple 2 : Base (2) + H+ ↔ Acide (2)

Réaction acido-basique :

Acide (1) + Base (2) ↔ Base (1) + Acide (2)

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8
Q

Autoprotolyse de l’eau

A

L’eau est un ampholyte

(1) H3O+/H2O H3O+ ↔ H+ + H2O (l’eau fixe H+, base)
(2) H2O/OH- H2O ↔ H+ + OH- (l’eau cède H+, acide)

Le caractère ampholytique de l’eau se traduit par la superposition des réaction, qu’on appelle réaction d’autoprotolyse de l’eau :

2H2O ↔ OH- + H3O+

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9
Q

Produit ionique de l’eau

A

Noté Ke

Ke = [H3O+]*[OH-] = 10-14 à 25°C

pKe = -log Ke = 14 à 25°C

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10
Q

Réaction de dissociation d’un acide dans l’eau

A

AH + H2O ↔ A- + H3O+ (couple AH/A-)

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11
Q

Constante d’acidité

A

La constance d’équilibre de dissociation de l’acide AH

Notée Ka

Ka = ([H3O+]*[A-])/[AH]

pKa = -log Ka

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12
Q

Constante d’équilibre

A

La constante d’équilibre de ma réaction entre deux couples acido-basiques :

Acide (1) + Base (2) ↔ Base (1) + Acide (2)

K = Ka1 / Ka2

K = 10Δ(pKa) avec Δ(pKa) = pKa2 - pKa1

La réaction spontanée est dite quantitative ou totale lorsqu’elle consomme au moins 99% du réactif limitant

K > 104 ou Δ(pKa) > 4

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13
Q

pH

A

L’acidité d’une solution dépend de la concentration en ions H3O+ par la relation :

pH = - log [H3O+]

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14
Q

Relation d’Henderson

A

Pour tout couple acide/base faible, l’expression de la constante d’acidité peut s’écrire sous la forme de la relation :

pH = pKa + log( [Base] / [Acide] )

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15
Q

Diagramme de prédominance

A

Représentation graphique délimitant les domaines de concentration

Une espèce prédomine sur une autre quand sa concentration lui est supérieur 

Une espèce est majoritaire par rapport à une autre quand sa concentration lui est 10 fois supérieure
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16
Q

pH d’un monoacide fort

A

pH = - log [H3O+] = - log C0

Validité : milieu acide pH < 6,5

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17
Q

pH d’une monobase forte

A

pH = pKe + log C0 = 14 + log C0

Validité : milieu basique pH > 7,5

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18
Q

pH d’un monoacide faible

A

pH = 1/2 (pKa - log C0)

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19
Q

pH d’une monobase faible

A

pH = 1/2 (14 + pKa + log C0)

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20
Q

pH d’un ampholyte

A

pH = 1/2 (pKa1 + pKa2)

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21
Q

pH d’un mélange d’un acide faible et de sa base conjuguée

A

pH = pKa + log [A-] / [AH]

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22
Q

pH de mélanges non réactifs

A

L’espèce la plus forte impose le pH

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23
Q

Solution tampon

A

Une solution tampon est un mélange d’un acide faible AH et de sa base conjuguée A- dans des proportions égales ou voisines (couple AH/A-)

Une solution minimise les variations de pH provoquées par une addition modérée d’acide ou de base ou par addition modérée d’eau (dilution)

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24
Q

pH d’une solution tampon

A

pH = pKa + log [Base] / [Acide]

Pour qu’une solution exerce un effet tampon, il faut qu’il existe au moins 10% de la base A- ou de l’acide AH soit :

1/10 « [Base] / [Acide] « 10

Ce qui équivaut à :

pKa - 1 « pH « pKa + 1

En général, le pH d’une solution tampon est tel que :

4 « pH (solution tampon) « 10

25
Efficacité maximale d'une solution tampon
Dans le cas d'un mélange équimolaire [Acide] = [Base] alors pH = pKa On a une solution tampon d'efficacité maximale
26
Équivalence acido-basique
Soit la réaction de dosage : α acide(1) + β base(2) → g base(1) + d acide(2) K > 104 (totale) À l'équivalence, les réactifs introduits dans l'état initial selon les proportions stœchiométriques sont totalement consommés : β*n1 = α*n2 On en déduit la relation : Β C1 V1 = α C2 V2
27
Schéma de Lewis
→ Nombre de points = nombre d'électrons de valence → 1 point = 1 électron de valence → 2 points ou 1 trait = 1 doublet liant ou non liant → 1 carré = 1 lacune électronique (il manque 2 électrons pour réaliser la règle de l'octet) → + et - = charge formelle
28
Hybridation
``` 3 types d'hybridation : 1)sp^3 : tétraédrique 2)sp^2 : trigonale plane 3)sp : linéaire Liaison s recouvrement axial d'OA hybrides Liaison p recouvrement latéral d'OA P ```
29
Schéma de Lewis
→ Nombre de points = nombre d'électrons de valence → 1 point = 1 électron de valence → 2 points ou 1 trait = 1 doublet liant ou non liant → 1 carré = 1 lacune électronique (il manque 2 électrons pour réaliser la règle de l'octet) → + et - = charge formelle
30
Hybridation
``` 3 types d'hybridation : 1)sp^3 : tétraédrique 2)sp^2 : trigonale plane 3)sp : linéaire Liaison s recouvrement axial d'OA hybrides Liaison p recouvrement latéral d'OA P ```
31
Forme topologique
→ Chaîne carbonée représentée sus forme de ligne brisée (zig-zag) → Omission des atomes d'hydrogène présents sur les carbones → Représentation des hydrogènes sur les hétéroatomes (N, O S) → La géométrie (liée à l'état d'hybridation de l'atome) est respectée autant que possible
32
Molécule polyfonctionnelle
Une molécule est dite polyfonctionnelle s elle possède au moins deux fonctions (identiques ou différentes)
33
Hydrocarbures
→ Alcanes (saturés) C-C → Alcènes (insaturés) C=C → Alcynes (insaturés) C*triple liaison*C → Arènes (série benzénique) cycle
34
Fonctions monovalentes
``` → Halogénure C-X (X = F, Cl, Br, I) → Alcool CH2-OH (primaire), CH-OH (secondaire), C-OH (tertiaire) → Amine C-N-R2 → Ether-oxyde (éther) C-O-C → Thiol C-SH ```
35
Fonctions divalentes
→ Aldéhyde -HCO → Cétone =C=O → Acétal R-O-C(+2R)-O-R
36
Fonctions trivalentes
``` → Acide carboxylique R-COOH → Ester R-COO-R → Amide -N-C=O → Chlorure d'acyle (d'acide) R-COCl → Anhydride d'acide O=C-O-C=O → Nitrile -C*triple liaison*N ```
37
Radicaux libres
→ Méthyle (Me) -CH3 → Éthyle (Et) -CH2-CH3 → Propyle (Pr ou nPr) -CH2-CH2-CH3 → Isopropyle (iPr) 2(CH3)-R → Butyle primaire (Bu ou nBu) -CH2-CH2-CH2-CH3 → Isobutyle (iBu) 2(CH3)-C-R → Tertiobutyle (tert-Bu ou tBu) 3(CH3) -R
38
Radicaux cycloalkyles
→ Cyclopropyle *cycle avec 3C*-R | → Cyclohexyle *cycle avec 6C*-R (que des liaisons simples)
39
Radicaux aryles
(Symbole général Ar) | → Phényle (Ph) *cycle avec 6C*-R (3 liaisons doubles sur 6)
40
Centres stéréogènes
→ C* carbones asymétriques : C sp^3 avec 4 groupements différents (R/S) → >C=C< : C sp² avec groupements différents sur chaque C
41
Molécule chirale
→ Non superposable à son image dans un miroir → 1 seul C* ou 2 C* mais sans élément de symétrie → Activité optique : pouvoir rotatoire spécifique (-) = lévogyre (+) = dextrogyre
42
Isomères
→ Même formule brute mais pas même organisation dans l'espace
43
Stéréoisomères
→ De conformation : rotation autour d'une liaison simple | → De configuration : rupture d'une liaison double ou triple pour rotation
44
Énantiomères
→ Images l'une de l'autre dans un miroir mais non superposables → Même propriétés physico-chimiques sauf pouvoir rotatoire opposés → Configuration de tous les C* inversées
45
Diastéréoisomères
→ Pas images l'une de l'autre dans un miroir et non superposables → Propriétés différentes → Soit isomérie Z/E // Soit configuration de quelques C* inversées
46
Relation nC*
nC* → 2^n stéréoisomères de configuration au max
47
Activité optique nulle
→ Composé achiral | → Mélange racémique (50 % lévogyre, 50% dextrogyre)
48
Mélange racémique
→ Mélange équimolaire d'énantiomères
49
Atome
→ A = nombre de masse = nombre de nucléons → Z = charge = nombre de protons = nombre d'électrons → N = A - Z = nombre de neutrons
50
Isotope
2 isotopes ont : → le même symbole X → le même nombre de protons Z → un nombre de masse A différent
51
Masse élément
→ atomique réelle ≈ A (en unité de masse atomique : u ou u.m.a) → masse molaire réelle ≈ A (en g*mol^(-1) → masse moyenne : M = (SiTiMi) / STi (en u.m.a) (Ti : abondance de l'isotope (en %) Mi : masse atomique de l'isotope)→ atomique réelle ≈ A (en unité de masse atomique : u ou u.m.a) → masse molaire réelle ≈ A (en g*mol^(-1) → masse moyenne : M = (SiTiMi) / STi (en u.m.a) (Ti : abondance de l'isotope (en %) Mi : masse atomique de l'isotope)
52
Relation de Bohr
→ DE = hn = hc/l | → En = - 13,6/n² (en eV)
53
Rayon de Bohr
r = n² x 0,53 (en angström = 10^(-10))
54
Électron
``` 4 nombres quantiques : • n → nombre quantique principal → énergie E → 1 ```
55
Configuration électronique
``` → Principe de Pauli 2 e- max par case = OA s : l=0 m=0 1OA 2 e- max p : l=1 m=-1, 0, +1 3OA 6 e- max d : l=2 m=-2 ,-1 ,0 ,1 ,2 5OA 10 e- max ``` → Hund Max de spins // dans une même sous-couche => max d'e- célibataires → Principe de stabilité (Klechkowski) Remplissage des OA par E croissant 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6 5s^2
56
Énergie de ionisation
→ Notée EI → Énergie pour arracher un électron → Ag ↔ Ag^+ + 1e- EI1 > 0 → Ag^(n-1)+ ↔ Ag^n+ +1e- EIn > EIn-1
57
Rayon atomique
→ Noté R | → Distance entre le noyau et les e- externes
58
Électronégativité
→ Notée EN | → Aptitude du noya à attirer les e-