Sels basiques : formule, propriétés, nomenclature, exemples

Introduction

Les sels basiques sont des composés chimiques résultant de la réaction d’un acide conjugué avec un ion hydroxyde, présentant des propriétés spécifiques.​

Définition des sels basiques

Les sels basiques sont des composés chimiques résultant de la neutralisation d’un acide par une base forte.​ Ils se forment lors de la réaction entre un acide conjugué et un ion hydroxyde (OH^–). Ces composés présentent une charge électrique positive, ce qui leur permet de former des liaisons ioniques avec d’autres ions. Les sels basiques sont également caractérisés par leur capacité à augmenter le pH d’une solution en libérant des ions hydroxyde.​

Ces composés jouent un rôle important dans de nombreux processus biologiques et chimiques, tels que la régulation du pH, la formation de minéraux et la catalyse de réactions chimiques.​

I.​ Formule des sels basiques

La formule générale des sels basiques est représentée par M_x(OH)_y, où M représente un métal ou un métalloïde, x et y étant des nombres entiers.

Formule chimique des sels basiques

La formule chimique des sels basiques est obtenue en combinant l’ion hydroxyde (OH-) avec un cation métallique ou métalloïde.​ Cette formule peut varier en fonction de la charge du cation et du nombre d’ions hydroxyde nécessaires pour obtenir une charge électrique neutre.​ Par exemple, le sel basique formé à partir de l’aluminium (Al³⁺) et de l’ion hydroxyde est représenté par Al(OH)₃.​ De même, le sel basique formé à partir du calcium (Ca²⁺) et de l’ion hydroxyde est représenté par Ca(OH)₂.​

Notation de Lewis des sels basiques

La notation de Lewis est une représentation graphique des molécules qui permet de visualiser les liaisons chimiques entre les atomes.​ Pour les sels basiques, la notation de Lewis montre la formation d’une liaison ionique entre le cation métallique ou métalloïde et l’anion hydroxyde.​ Par exemple, la notation de Lewis du sel basique hydroxyde de sodium (NaOH) est représentée par Na⁺[OH^–], où le sodium (Na) est représenté par un cation et l’hydroxyde (OH) est représenté par un anion.​ Cette notation permet de comprendre la structure électronique des sels basiques et leurs propriétés chimiques.​

II.​ Propriétés des sels basiques

Les sels basiques présentent des propriétés spécifiques telles que l’alcalinité, le pH, l’électronegativité et la liaison ionique, influençant leurs comportements chimiques.​

Alcalinité des sels basiques

La propriété d’alcalinité des sels basiques est due à la présence d’ions hydroxyde (OH-) dans leur structure chimique. Ces ions ont tendance à accepter des protons (H+), ce qui les rend capables de neutraliser les acides et d’augmenter le pH d’une solution.

L’alcalinité des sels basiques varie en fonction de la force de l’ion hydroxyde et de la stabilité de l’ion métallique ou métalloïde associé.​ Les sels basiques forts, tels que l’hydroxyde de sodium (NaOH), présentent une forte alcalinité, tandis que les sels basiques faibles, comme l’hydroxyde de calcium (Ca(OH)2)٫ ont une alcalinité plus faible.​

pH des sels basiques

Le pH des sels basiques est influencé par la concentration en ions hydroxyde (OH-) et la force de l’ion métallique ou métalloïde associé.​

Les sels basiques forts, tels que l’hydroxyde de sodium (NaOH), ont un pH élevé, souvent supérieur à 12, en raison de leur forte alcalinité.​

Les sels basiques faibles, comme l’hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), ont un pH plus faible, généralement compris entre 8 et 12, en raison de leur alcalinité plus faible.​

Le pH des sels basiques joue un rôle important dans de nombreux processus chimiques et biologiques, notamment dans les réactions acido-basiques et les équilibres chimiques.​

Électronegativité et liaison ionique

L’électronegativité des éléments métalliques ou métalloïdes dans les sels basiques influe sur la formation de liaisons ioniques.​

Lorsque l’électronegativité de l’élément métallique ou métalloïde est faible, il tend à perdre des électrons pour former un cation, créant ainsi une liaison ionique avec l’anion hydroxyde (OH-).​

Inversement, lorsque l’électronegativité est élevée, l’élément métallique ou métalloïde tend à gagner des électrons, formant alors une liaison covalente avec l’oxygène de l’anion hydroxyde.​

Cette différence dans la formation de liaisons ioniques ou covalentes affecte les propriétés physico-chimiques des sels basiques, telles que leur solubilité et leur réactivité.

III.​ Nomenclature des sels basiques

La nomenclature des sels basiques suit des règles spécifiques, tenant compte de la nature de l’ion métallique ou métalloïde et de l’anion hydroxyde.

Règles de nomenclature

Les règles de nomenclature des sels basiques sont fondées sur les principes de la nomenclature chimique.​ Le nom du sel basique est composé du nom de l’ion métallique ou métalloïde, suivi du nom de l’anion hydroxyde.​ Si l’ion métallique ou métalloïde présente plusieurs états d’oxydation, son nom est précédé du nombre d’oxydation entre parenthèses.​ Par exemple, le sel basique formé à partir de l’ion cuivre(II) et de l’anion hydroxyde est appelé hydroxyde de cuivre(II).​ Les préfixes et suffixes spécifiques sont utilisés pour indiquer la nature de l’anion hydroxyde.​

Exemples de noms de sels basiques

Voici quelques exemples de noms de sels basiques ⁚

• Hydroxyde de sodium (NaOH)
• Hydroxyde de cuivre(II) (Cu(OH)₂)
• Hydroxyde de calcium (Ca(OH)₂)
• Hydroxyde de zinc (Zn(OH)₂)
• Hydroxyde de fer(III) (Fe(OH)₃)

Ces exemples illustrent l’application des règles de nomenclature pour les sels basiques, en fonction de la nature de l’ion métallique ou métalloïde et de l’anion hydroxyde.​

IV.​ Exemples de sels basiques

Les sels basiques peuvent être simples ou complexes, comprenant des ions métalliques ou métalloïdes, tels que l’oxyde métallique et le métalloïde.​

Sel basique simple ⁚ hydroxyde de sodium

Le hydroxyde de sodium, également connu sous le nom de soude caustique, est un sel basique simple très couramment utilisé dans l’industrie et les laboratoires.​

Sa formule chimique est NaOH, représentant la combinaison d’un ion sodium (Na⁺) et d’un ion hydroxyde (OH^–).​

Ce sel basique est très soluble dans l’eau et présente une alcalinité élevée, ce qui en fait un réactif puissant dans les réactions acido-basiques.​

Le pH d’une solution de hydroxyde de sodium est très élevé, dépassant souvent 12, ce qui en fait un agent très alcalin.​

Sel basique complexe ⁚ oxyde métallique et métalloïde

Les sels basiques complexes résultent de la réaction d’un oxyde métallique ou métalloïde avec un ion hydroxyde.​

Exemple de sel basique complexe, l’aluminiate de sodium, dont la formule chimique est NaAlO₂, est issu de la réaction de l’oxyde d’aluminium avec l’hydroxyde de sodium.​

Ce type de sel basique présente des propriétés spécifiques liées à la nature de l’oxyde métallique ou métalloïde, telles que des propriétés catalytiques ou adsorbantes.​

Les sels basiques complexes sont utilisés dans divers domaines, notamment la production de matériaux de construction, la fabrication de verres et de céramiques, ainsi que dans les procédés de traitement des eaux.​

Autres exemples de sels basiques

Outre l’hydroxyde de sodium et l’aluminiate de sodium, il existe de nombreux autres exemples de sels basiques.

Le calcium hydroxyde, également connu sous le nom de chaux éteinte, est un sel basique couramment utilisé dans la construction et l’industrie du ciment.​

Le magnésium hydroxyde est un autre exemple de sel basique, utilisé comme additif alimentaire et dans l’industrie pharmaceutique.

D’autres exemples de sels basiques incluent le strontium hydroxyde, le barium hydroxyde et le zinc hydroxyde, chacun présentant des propriétés et des applications spécifiques.​

V.​ Réaction acido-basique et équilibre chimique

Les sels basiques sont impliqués dans des réactions acido-basiques, influençant l’équilibre chimique et le pH des solutions, entraînant des conséquences sur les systèmes biologiques et environnementaux.​

Réaction acido-basique des sels basiques

La réaction acido-basique des sels basiques implique la neutralisation d’un acide fort par une base forte, formant un sel et de l’eau.​ Dans ce processus, l’ion hydroxyde (OH-) issu de la base réagit avec l’ion hydronium (H3O+) issu de l’acide, formant de l’eau neutre.​ Cette réaction est à l’équilibre, ce qui signifie que les concentrations des réactifs et des produits sont liées par une constante d’équilibre.​ Les sels basiques participent à ces réactions, influençant le pH des solutions et l’équilibre chimique.​ La compréhension de ces réactions est essentielle pour prévoir les comportements chimiques des sels basiques dans divers contextes.​

Équilibre chimique des sels basiques

L’équilibre chimique des sels basiques est déterminé par la constante d’équilibre de la réaction acido-basique.​ Cette constante définit la proportion des réactifs et des produits à l’équilibre.​ Les sels basiques, tels que l’hydroxyde de sodium, ont une grande influence sur l’équilibre chimique en raison de leur forte basicité.​ Lorsqu’un sel basique est ajouté à une solution, il peut perturber l’équilibre chimique en favorisant la formation de l’ion hydroxyde ou de l’ion hydronium. Cela entraîne une modification du pH de la solution et affecte les réactions chimiques qui y ont lieu. La compréhension de l’équilibre chimique des sels basiques est essentielle pour prévoir et contrôler les réactions chimiques dans divers contextes.