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BA CHG - 02143_A_F - Rév. 1 13/07/2005 I - LES ACIDES ET LES BASES USUELS......

BA CHG - 02143_A_F - Rév. 1 13/07/2005 I - LES ACIDES ET LES BASES USUELS.................................................................................... 1 II - DANGERS PRÉSENTÉS PAR LES ACIDES ET LES BASES - PRÉCAUTIONS D'UTILISATION .............................................................................................. 1 III - COMPOSITION DES SOLUTIONS D'ACIDES ET DE BASES................................................. 2 1 - Activité des solutions acides et basiques ........................................................................................... 2 2 - Normalité des solutions acides........................................................................................................... 3 3 - Normalité des solutions basiques....................................................................................................... 4 IV - PRINCIPALES PROPRIÉTÉS DES ACIDES ET DES BASES................................................. 5 1 - Réaction acide / Base - Neutralisation ............................................................................................... 5 2 - Notion de pH....................................................................................................................................... 5 3 - Corrosion acide................................................................................................................................... 7 V - MESURE DU pH........................................................................................................................ 8 C C 6 6 - -5 5 ÉLÉMENTS DE CHIMIE - PRODUITS ACIDES BASES - pH Connaissance et Maîtrise des Phénomènes Physiques et Chimiques  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training Ce document comporte 16 pages Ingénieurs en Sécurité Industrielle 02143_A_F 1 I - LES ACIDES ET LES BASES USUELS Le tableau ci-dessous présente les principaux acides et bases rencontrés dans l'industrie pétrochimique et pétrolière. ACIDES BASES Dénomination Formule chimique Dénomination Formule chimique Acide chlorhydrique HCl Soude NaOH Acide sulfurique H2SO4 Potasse KOH Acide nitrique H NO3 Ammoniac NH3 Acide fluorhydrique HF Ammoniaque NH4OH Acide acétique CH3COOH Amines NH R R Acide sulfhydrique (ou sulfure d'hydrogène) H2S Chaux Ca(OH)2 Mercaptans RSH Acides naphténiques R – COOH (R = Naphtènes) Le regroupement de ces produits chimiques en acides d'une part et bases d'autre part est possible dans la mesure ou le caractère acide se manifeste par un certain nombre de propriétés caractéristiques et qu'il en est de même pour le caractère basique. Ces propriétés apparaissent le plus souvent au sein de solutions aqueuses, c'est-à-dire dans des mélanges de ces composés avec de l'eau. S'ils ont des propriétés différentes, acides et bases ont toutefois un point commun : ce sont des produits dangereux car ils attaquent la peau et les tissus organiques. II - DANGERS PRÉSENTÉS PAR LES ACIDES ET LES BASES - PRÉCAUTIONS D'UTILISATION Les effets des acides et des bases sur l'organisme sont les suivants : – à l'état de vapeur ou d'aérosols, leur action est surtout dangereuse sur les yeux et l'appareil respiratoire avec des effets pouvant aller de l'irritation des muqueuses jusqu'aux lésions profondes – à l'état liquide, les effets sur les yeux, la peau et l'appareil digestif (en cas d'ingestion), vont graduellement de la simple rougeur aux lésions en passant par l'irritation et la brûlure, les contacts répétés pouvant entraîner des dermites C C6 6 - -5 5  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02143_A_F 2 Du fait de leur danger, il convient d'être très prudent dans la manipulation de ces produits quelque en soit le type et la concentration. Les effets destructeurs sont d'autant plus rapides que les solutions sont plus concentrées. Il convient : – de porter nécessairement des gants et des lunettes de protection – d'adopter des mesures particulières en cas de solutions très concentrées telles que les oléums ou les lessives, et de porter • une visière, voire une cagoule • des gants spéciaux (en néoprène ou polyéthylène, ...) • des bottes ajustées sous le pantalon de travail • un tablier • ou une combinaison antiacide • ou même un scaphandre spécialement étudié (cas des unités d'alkylation à l'acide fluorhydrique concentré) – en cas de projection lavage abondant à l’eau pendant 1/4 d’heure – pour diluer une solution ; de toujours verser lentement l'acide ou la base dans l'eau et non l'inverse. III - COMPOSITION DES SOLUTIONS D'ACIDES ET DE BASES 1 - ACTIVITÉ DES SOLUTIONS ACIDES ET BASIQUES L'eau pure est un composé neutre dont l'acidité ou la basicité apparaît avec la dissolution en phase aqueuse des composés acides ou basiques. On obtient alors une solution dont l'activité acide ou basique dépend : – de sa concentration, qui exprime la quantité de composés dissous dans l'eau. Celle-ci peut être traduite par différents moyens : pourcentage masse (% masse), concentration massique (g/l), densité ou degré Beaumé (° Bé). Des tableaux et planches donnent les correspondances entre ces différentes valeurs. Toutefois, l'expression représentant le mieux l'activité acide ou basique d'une solution est sa normalité – de la nature de l'acide ou de la base. Certains composés sont plus réactifs que d'autres, ce qui conduit à distinguer des acides forts et des acides faibles et de même des bases fortes et des bases faibles Ainsi HCl, H2SO4, H NO3 et HF, sont des acides très réactifs. L'acide acétique, par contre est un acide faible. Toutefois un acide faible comme H2S peut néanmoins être très dangereux s'il est utilisé dans des conditions où son activité, même faible, est opérante. En ce qui concerne les bases, soude et potasse sont les plus fortes, alors que les amines sont des bases faibles C C6 6 - -5 5  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02143_A_F 3 2 - NORMALITÉ DES SOLUTIONS ACIDES En solution les molécules des acides se dissocient en parties chargées électriquement ou ions. Parmi ceux-ci, on trouve un ou plusieurs ions hydrogène H+, qui sont les responsables du caractère acide, et un autre ion (négatif) caractéristique de la nature de l'acide. On dit qu'une solution d'acide est Normale (1 N) quand elle contient une mole d'ions hydrogène par litre de solution. La masse atomique de l'hydrogène étant H = 1, ceci revient à dire qu'une solution normale d'acide contient 1 g d'ion H+/litre. • Acide chlorhydrique (HCl) en solution dans l'eau HCl H+ + Cl– 1 mol 1 mol d'ions hydrogène 1 mol d'ions chlorure en masse 36,5 g 1 g 35,5 g La solution normale (1N) contient donc 36,5 g d’acide par litre de solution. Par extension, une solution qui contient : • 2 x 36,5 g d'HCl par litre est 2 fois normale ou 2 N • 36,5 g 10 soit 3,65 g d'HCl par litre est déci-normale ou N 10 • Acide nitrique (HNO3) en solution d'eau H NO3 H+ + NO– 3 1 mol 1 mol d'ions hydrogène 1 mol d'ions nitrate en masse 63 g 1 g 62 g La solution 1 N d'acide nitrique contient 63 g/l d'acide pur. • Acide sulfurique (H2SO4) en solution H2SO4 2H+ + SO- - 4 1 mol 2 mol d'ions hydrogène 1 mol d'ions sulfate en masse 98 g 2 g 96 g La solution contenant 98 g d'H2SO4/l (solution 1 M ou molaire) libère 2 ions hydrogène H+ par litre et est donc 2 fois Normale ou 2 N. La concentration d'une solution 1 N d'acide sulfurique est de 49 g d'H2SO4/l. La normalité d'une solution dont la concentration est de 245,9 g/l est : 245,9 98 x 2 = 5,02 N C C6 6 - -5 5  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02143_A_F 4 3 - NORMALITÉ DES SOLUTIONS BASIQUES En solutions aqueuses, les bases se dissocient également en 2 types d'ions, dont l'un est l'ion hydroxyde OH– qui lui donne sont caractère basique ; l'autre étant déterminé par la nature de la base. Une solution basique Normale contient une mole d'ion OH– par litre, soit en masse 16 + 1 = 17 g de cet ion par litre. • La soude (NaOH) en solution NaOH OH– + Na+ 1 mol 1 mol d'ions hydroxyde 1 mol d'ions sodium en masse 40 g 17 g 23 g Une solution de soude à 40 g/l contient 17 g de l'ion OH– par litre, elle est donc Normale (1 N). Une solution à 157,9 g/l de NaOH contient 157,9 40 = 3,95 moles de NaOH/l soit 3,95 ions OH– par litre, elle est donc 3,95 fois Normale (3,95 N). • La potasse (KOH) en solution KOH OH– + K+ (ion potassium) 1 mol 1 mol d'ions hydroxyde 1 mol d'ions potassium en masse 56 g 17 g 39 g La solution 1 N contient 56 g de potasse pure par litre, une solution centi-normale ou N 100 contient 0,56 g/l de KOH. • La chaux Ca (OH)2 en solution Ca(OH)2 2 OH– + Ca++ 1 mol 2 mol d'ions hydroxyde 1 mol d'ions calcium en masse 74 g 34 g 40 g Une solution 1 N contiendra donc 37 g/l de chaux pure. Il faut noter que ces raisonnements ne sont rigoureux que pour les acides et les bases dits "forts" de la chimie minérale. En effet, les acides "faibles", comme l'acide acétique, ne se dissocient pas totalement dans l'eau. C C6 6 - -5 5  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02143_A_F 5 IV - PRINCIPALES PROPRIÉTÉS DES ACIDES ET DES BASES 1 - RÉACTION ACIDE / BASE - NEUTRALISATION Les acides présentent avec les bases une réaction chimique qui conduit à la formation d'un nouveau composé chimique appelé sel et d'eau. De plus cette transformation chimique se fait avec un dégagement de chaleur. L'expression générale de cette réaction est : ACIDE + BASE SEL + EAU + Chaleur Exemples : H Cl + Na OH Na Cl + H O + Chaleur Acide chlorhydrique Soude Chlorure de sodium uploads/Industriel/ 5-elements-de-chimie-produits-acides-bases-ph.pdf