Définition et exemples d'acides forts

Un acide fort est un acide complètement dissocié ou ionisé dans une solution aqueuse. C'est une espèce chimique avec une grande capacité à perdre un proton, H⁺. Dans l'eau, un acide fort perd un proton, qui est capté par l'eau pour former l'ion hydronium:

HA (aq) + H₂O → H₃O⁺(aq) + A^-(aq)

Les acides diprotiques et polyprotiques peuvent perdre plus d'un proton, mais la valeur et la réaction du pKa "acide fort" se réfèrent uniquement à la perte du premier proton.

Les acides forts ont une petite constante logarithmique (pKa) et une grande constante de dissociation acide (Ka).

La plupart des acides forts sont corrosifs, mais certains des superacides ne le sont pas. En revanche, certains des acides faibles (par exemple, l'acide fluorhydrique) peuvent être très corrosifs.

À mesure que la concentration d'acide augmente, la capacité de dissociation diminue. Dans des conditions normales dans l'eau, les acides forts se dissocient complètement, mais les solutions extrêmement concentrées ne.

Exemples d'acides forts

Bien qu'il existe de nombreux acides faibles, il y a peu d'acides forts. Les acides forts communs comprennent:

• HCl (acide chlorhydrique)
• H₂DONC₄ (acide sulfurique)
• HNO₃ (acide nitrique)
• HBr (acide bromhydrique)
• HClO₄ (acide perchlorique)
• HI (acide hydroiodique)
• acide p-toluènesulfonique (un acide fort organique soluble)
• acide méthanesulfonique (un acide fort organique liquide)

Les acides suivants se dissocient presque complètement dans l'eau, ils sont donc souvent considérés comme des acides forts, bien qu'ils ne soient pas plus acides que l'ion hydronium, H₃O⁺:

• HNO₃ (acide nitrique)
• HClO₃ (acide chlorique)

Certains chimistes considèrent que l'ion hydronium, l'acide bromique, l'acide périodique, l'acide perbromique et l'acide périodique sont des acides forts.

Si la capacité de donner des protons est utilisée comme critère principal de la force acide, alors les acides forts (du plus fort au plus faible) seraient:

• H [SbF₆] (Acide fluoroantimonique)
• OFS₃HSbF₅ (acide magique)
• H (CHB₁₁Cl₁₁) (Superacide carborane)
• OFS₃H (acide fluorosulfurique)
• CF₃DONC₃H (acide triflique)

Ce sont les «superacides», qui sont définis comme des acides plus acides que l'acide sulfurique à 100%. Les superacides protonent en permanence l'eau.

Facteurs déterminant la force acide

Vous vous demandez peut-être pourquoi les acides forts se dissocient si bien ou pourquoi certains acides faibles ne s'ionisent pas complètement. Quelques facteurs entrent en jeu:

• Rayon atomique: à mesure que le rayon atomique augmente, l'acidité augmente également. Par exemple, HI est un acide plus fort que HCl (l'iode est un atome plus grand que le chlore).
• Électronégativité: Plus une base conjuguée est électronégative au cours de la même période du tableau périodique (A^-), plus il est acide.
• Charge électrique: plus la charge d'un atome est positive, plus son acidité est élevée. En d'autres termes, il est plus facile de prendre un proton d'une espèce neutre que de celui avec une charge négative.
• Équilibre: Lorsqu'un acide se dissocie, l'équilibre est atteint avec sa base conjuguée. Dans le cas des acides forts, l'équilibre favorise fortement le produit ou se trouve à droite d'une équation chimique. La base conjuguée d'un acide fort est beaucoup plus faible que l'eau comme base.
• Solvant: Dans la plupart des applications, les acides forts sont discutés en relation avec l'eau comme solvant. Cependant, l'acidité et la basicité ont une signification dans un solvant non aqueux. Par exemple, dans l'ammoniac liquide, l'acide acétique s'ionise complètement et peut être considéré comme un acide fort, même s'il s'agit d'un acide faible dans l'eau.