5- Acides et bases (alcalins)

MAJ-14-01-2022

Ils se retrouvent principalement dans la préparation de tampon dans le laboratoire. Les solutions concentrées doivent être manipulées avec précaution sous la hotte chimique lors des dilutions pour préparer les tampons, car les solutions concentrées sont généralement entre 10 N et 20 N. Il y a deux familles de solutions acides, les acides organiques et les acides inorganiques. De même, il existe une famille pour les solutions alcalines dites les bases organiques et une pour les bases inorganiques. Dans tous les cas, certaines sont considérées comme forts et faibles.

Vu la vitesse de réaction et les points de virages (neutralisation) différents des acides et des bases, il n’est pas conseillé de neutraliser vous-même les acides et les bases, car cela pourrait entraîner une réaction exothermique (explosion).

Vous trouverez facilement des informations pour les acides organiques, inorganiques et les alcalins en utilisant l'outil Reptox CNESST

Également ici une charte des acides et des bases les plus communes de Millipore Sigma

 

 

Comprendre les acides et les bases :

Pour comprendre les acides et les bases, il faut d’abord comprendre un peu comment fonctionne le tableau périodique des éléments. Pour ne pas trop complexifier les choses, le tableau périodique peut être séparé en 5 sections :

Source de l'image : wikipedia 

Les alcalins et alcalino-terreux :

La première et la deuxième colonne à partir de la gauche sont les Alcalins et les alcalino-terreux. Il faut exclure l’hydrogène H par contre qui est un non-métal.  Ces deux familles donnent naissance à la plupart des bases inorganiques lorsque qu’ils sont en présence d’OH- ou d’halogène.

Les métaux transition :

De la 3e à la  11e colonne, représente pour la plupart des métaux de transition. Ceux-ci peuvent avoir des caractères acides ou basiques en fonction de ce qui leur sera lié.

Les pauvres métaux :

Comme leur nom l’indique, ce sont des métaux qui sont fragiles ou de faible résistance avec souvent des points de fusion inférieurs aux métaux de transition. Ils se retrouvent entre les métaux de transition et les métalloïdes dans le tableau périodique ceux-ci peuvent avoir des caractères acides ou basiques en fonction de ce qui leur sera lié.

Les métalloïdes :

Les métalloïdes possèdent les propriétés des métaux et des non-métaux. On parle souvent de l’escalier qui fait la rupture avec tout ce qui n’a pas de propriété métallique.  À gauche de l’escalier, ce sont la totalité des éléments qui possède des propriétés métalliques. À droite, il ne possède aucune propriété des métaux. Ceux-ci peuvent avoir des caractères acides ou basiques en fonction de ce qui leur sera lié.

Les non-métaux :

Les non-métaux représentent tout ce qui se retrouve à droite de l’escalier, cela comprend :

  • Les éléments organiques (CHONPSe)
  • Les Halogènes
  • Les gaz

Ils vont former avec les autres éléments du tableau la très grande majorité des acides et des bases à la fois organiques et inorganiques.

Note importante : Pour la très grande majorité des bases organique, elle ne représente pas un grand danger pour le manipulateur. C’est pourquoi nous nous sommes concentrés dans l’arbre décisionnel sur les bases inorganiques.

Les acides organiques, c'est quoi?

Les éléments organiques sont ceux en vert sur le tableau périodique. Ils sont à la base de la constitution des êtres vivants d’où leur nom de composé organique. Dans les molécules dites uniquement organiques, on ne retrouve jamais de composé dit inorganique. Ainsi les acides organiques sont des composés organiques ayant une fonction acide et dont le pH est inférieur à 6,5.

Les éléments organiques qui les composent sont uniquement :

L’hydrogène H, le carbone C, l’oxygène, l’azote N, le soufre S, le phosphore P et le Sélénium Se qui en fait également partie.  (CHONPSe).

Caractéristique des acides organiques :

Ils forment les acides aminés, les acides gras, etc. Ils sont très utiles dans la régulation des cycles biologiques,  la fabrication de médicaments et en milieu alimentaire.

Ce sont de façon générale des acides faibles comparés aux acides inorganiques, car elles ne se dissocient pas complètement dans l'eau pour la très grande majorité. Les acides organiques à longues chaines comme l'acide benzoïque sont très peu solubles dans l'eau. En contrepartie, des acides organiques avec de plus petites chaines comme l’acide acétique sont complètement miscibles dans l'eau.

Gestion des déchets d'acides organiques : 

Le remisage des déchets acides se fait selon qu’il soit organique ou inorganique. Les acides organiques sont stables lorsque remisés ensemble, il en va de même pour les acides inorganiques.

Généralement, le déchet acide est dilué dans une proportion allant entre 1:10 et 1:100 puisqu’il a servi durant une expérimentation ou il provient d’un tampon. Bien que celui-ci soit dilué, il est recommandé de le remiser dans les contenants appropriés et de ne pas le jeter à l’évier. S’il est suffisamment dilué, plus de 1 :100, il devient une solution aqueuse de pH acide.

Si l'acide à être envoyé au déchet est pur ou suffisamment concentré, par exemple l’acide nitrique 10N, vous ne devez pas le diluer.  Il sera directement envoyé au remisage des matières dangereuses à la voûte et celui-ci sera récupéré lors des collectes par la compagnie.

AVERTISSEMENT :

Ne jamais mélanger les acides organiques et inorganiques, les acides inorganiques contient souvent des métaux qui sont souvent réactifs et peuvent engendrer des réactions exothermiques (explosion).

Liste des acides organiques générant de façon fréquente des déchets :

  • Acide acétique
  • Acide propionique
  • Acide lactique
  • Acide benzoïque
  • Acide palmitique
  • Acide haloacétique
  • Acide maléique
  • Anhydride acétique
  • Anhydride éthanoïque
  • Anhydride maléique
  • Anhydride palmitique
  • Acide picrique

NOTE IMPORTANTE :

Selon le SIMDUT 2015, l'acide acétique glacial doit être remisé à part des autres acides. Il est extrêmement inflammable et ne peut être mis avec la plupart des autres constituants chimiques vu sa grande réactivité.  Nous recommandons qu'il ait une place bien à lui dans une armoire bleue, loin de tout autre constituant chimique.

 

Types de contenants à prioriser :

Le contenant de pyrex : très résistant au pouvoir de dissociation, de corrosion et d’oxydation des produits chimiques de pH 1 à 14.

Le contenant de polyéthylène de haute densité (HDPE) :  très bonne résistance aux acides organique et inorganique jusqu’à pH2.

Le contenant de polypropylène (PP) : faible résistance à la corrosion.

Les acides inorganiques, c'est quoi?

Les éléments inorganiques regroupent la vaste majorité des éléments du tableau périodique. Ils comprennent les métaux, les métaux de transition, les métaux pauvres, les métalloïdes, les halogènes et les gaz.  Cependant, il n’est pas rare de voir de l’hydrogène, du soufre ou de l’azote dans des composés inorganiques. Sauf certaines exceptions, le moyen le plus facile de reconnaitre un composé inorganique est l’absence de carbone dans la molécule.

Les acides inorganiques sont de façon générale des acides forts comparés aux acides organiques, car elles se dissocient complètement dans l'eau pour la très grande majorité. Leur pH est inférieur à 6,5.

Caractéristique des acides inorganiques :

Les acides inorganiques sont  retrouvés dans de nombreux produits d'usage commercial à cause de leurs propriétés corrosives. Comme il existe toujours des exceptions à la règle en science, l'acide carboxylique à cause de ses liaisons possède une liaison carboxyle non minérale.

Les acides inorganiques se séparent en 2 catégories :

  • Hydracide: Il ne possède pas d’oxygène comme le HCl.
  • Oxyacide: Il possède de l’oxygène comme le H2SO4.

Gestion des déchets d'acides inorganiques : 

Le remisage des déchets acides se fait selon qu’il soit organique ou inorganique. Les acides organiques sont stables lorsque remisés ensemble, il en va de même pour les acides inorganiques.

Généralement, le déchet acide est dilué dans une proportion allant entre 1:10 et 1:100 puisqu’il a servi durant une expérimentation ou il provient d’un tampon. Bien que celui-ci soit dilué, il est recommandé de le remiser dans les contenants appropriés et de ne pas le jeter à l’évier. S’il est suffisamment dilué, plus de 1 :100, il devient une solution aqueuse de pH acide.

Si l'acide à être envoyé au déchet est pur ou suffisamment concentré, par exemple l’acide nitrique 10N, vous ne devez pas le diluer.  Il sera directement envoyé au remisage des matières dangereuses à la voûte et celui-ci sera récupéré lors des collectes par la compagnie.

AVERTISSEMENT :

Ne jamais mélanger les acides organiques et inorganiques, les acides inorganiques contient souvent des métaux qui sont souvent réactifs et peuvent engendrer des réactions exothermiques (explosion).

Liste des acides organiques générant de façon fréquente des déchets :

S’ils ne sont pas contaminés, ceux-ci peuvent être remisés ensemble dans le même contenant de déchet.

  • Acide nitrique.
  • Acide sulfurique.
  • Acide phosphorique.
  • Acide chlorhydrique.
  • Acide bromhydrique.
  • Acide iodhydrique.
  • Acide fluorhydrique.
  • Acide sulfochromique.
  • Acide carboxylique

NOTE IMPORTANTE :

Les acides contenant des métaux lourds et/ou des halogénés comme l'acide fluorhydrique et sulfochromique doivent être remisés à part de façon individuelle.  Il est donc conseillé de ne pas mélanger les acides organiques et inorganiques. 

Types de contenants à prioriser :

Le contenant de pyrex :  très bonne résistance aux acides organique et inorganique jusqu’à pH2.

Le contenant de polyéthylène de haute densité (HDPE) : très bonne résistance aux acides organique et inorganique jusqu’à pH2.

Le contenant de polypropylène (PP) : faible résistance à la corrosion.

Les bases organiques, c'est quoi ?

Les éléments organiques sont ceux en vert sur le tableau périodique. Ils sont à la base de la constitution des êtres vivants d’où leur nom de composé organique. Dans les molécules dites uniquement organiques, on ne retrouve jamais de  composé dit inorganique. Ainsi les bases organiques sont des composés organiques ayant une fonction basique et dont le pH est supérieur à 7,5.

Les éléments organiques qui les composent sont uniquement :

L’hydrogène H, le carbone C, l’oxygène, l’azote N, le soufre S, le phosphore P et le Sélénium Se (CHONPSe).

Caractéristique des bases organiques :

Les bases organiques sont très importantes dans la régulation du vivant comme dans la  vitamine B12, l’Histidine, les bases azotées, etc. Un bon indice que vous avez affaire à une base organique est la présence d’une molécule  organique souvent cyclique auquel est liée  une la grande quantité d’azote. De façon générale, les bases organiques sont faibles comparés aux bases inorganiques, car elles ne se dissocient pas complètement dans l'eau. Elles seront davantage solubles dans les solvants organiques.

Gestion des déchets de bases organiques : 

Le remisage des déchets basiques ou alcalins se fait  selon qu’il soit organique ou inorganique. Les bases organiques sont stables lorsque remisées ensemble, il en va de même pour les acides inorganiques.

Généralement, le déchet basique est dilué dans une proportion allant entre 1:10 et 1:100 puisqu’il a servi durant une expérimentation. Bien que celui-ci soit dilué, il est recommandé de le remiser dans les contenants appropriés et de ne pas le jeter à l’évier. S’il est suffisamment dilué, plus de 1 :100, il devient une solution aqueuse de pH alcalin.

Si la base alcaline à être envoyé au déchet est pure ou suffisamment concentrée par exemple, hydroxyde de Sodium 10N, vous ne devez pas le diluer.  Il sera directement envoyé au remisage des matières dangereuses à la voûte et celui-ci sera récupéré lors des collectes par la compagnie.

Liste des bases organiques générant de façon fréquente des déchets :

S’ils ne sont pas contaminés, ceux-ci peuvent être remisés ensemble dans le même contenant de déchet.

  • Pyridine
  • Triéthylamine
  • Imidazole
  • Histidine

NOTE IMPORTANTE : Le terme ACIDE CAUSTIQUE, bien qu’il ait été très répandu pour désigner les bases en raison de l’effet similaire à certains acides, ne devrait plus être utilisé de nos jours pour parler de ce type de solution aqueuse.

AVERTISSEMENT :

Ne jamais mélanger les bases organiques et inorganiques, les bases inorganiques contient souvent des métaux qui sont souvent réactifs et peuvent engendrer des réactions exothermiques (explosion).

Type de contenants à prioriser :

Le contenant de pyrex : très résistance au pouvoir de dissociation, de corrosion et d’oxydation des produits chimiques de pH 1 à 14.

Le contenant de polyéthylène de haute densité (HDPE) : excellente résistance à la plupart des bases alcalines allant jusqu’à pH 13.

Le contenant de polypropylène (PP) : faible résistance à la corrosion.

Les bases inorganiques, c'est quoi?

Les éléments inorganiques regroupent la vaste majorité des éléments du tableau périodique. Ils comprennent les métaux, les métaux de transition, les métaux pauvres, les métalloïdes, les halogènes et les gaz.  Cependant, il n’est pas rare de voir de l’hydrogène, du soufre ou de l’azote dans des composés inorganiques. Sauf certaines exceptions, le moyen le plus facile de reconnaitre un composé inorganique est l’absence de carbone dans la molécule.

Les bases inorganiques sont de façon générale des bases plus fortes comparées aux bases organiques, car elles se dissocient complètement dans l'eau pour la très grande majorité. Leur pH est supérieur  à 7,5.

Caractéristique des bases inorganiques :

Les bases inorganiques servent à créer des précurseurs, des catalyseurs,  des composés,  des produits de fabrications, des explosifs et même de puissant désinfectant. Ils sont très utilisés en laboratoires médicaux et de recherches.

De façon générale, les  bases inorganiques sont des liaisons entre des  alcalins ou d’un alcalino-terreux  avec :

  • Hydrogène H : LiH
  • Hydroxyde OH : NaOH
  • Fluore F : CsF
  • Chlorure Cl : CaCl2
  • Bromure Br : MgBr2
  • iodure I : KI

La dangerosité des bases inorganique :

Les bases inorganiques sont parmi les composés chimiques les plus dangereux,  il existe  malheureusement une idée préconçue que les bases inorganiques sont moins dangereuses que les acides inorganiques. En effet on associe davantage la dangerosité  des produits chimiques aux acides qu’aux bases.

 

  • L’oxygène donne son pouvoir oxydant et/ou comburant aux bases inorganiques.
  • L’hydrogène donne son pouvoir réactif et/ou corrosif aux bases inorganiques.
  • L’halogène donne son pouvoir corrosif et/ou toxique aux bases inorganiques.

Gestion des déchets de bases inorganiques : 

Le remisage des déchets basiques ou alcalins se fait  selon qu’il soit organique ou inorganique. Les bases organiques sont stables lorsque remisées ensemble, il en va de même pour les acides inorganiques.

Généralement, le déchet basique est dilué dans une proportion allant entre 1:10 et 1:100 puisqu’il a servi durant une expérimentation. Bien que celui-ci soit dilué, il est recommandé de le remiser dans les contenants appropriés et de ne pas le jeter à l’évier. S’il est suffisamment dilué, plus de 1 :100, il devient une solution aqueuse de pH alcalin.

Si la base alcaline à être envoyé au déchet est pure ou suffisamment concentrée par exemple, hydroxyde de Sodium 10N, vous ne devez pas le diluer.  Il sera directement envoyé au remisage des matières dangereuses à la voûte et celui-ci sera récupéré lors des collectes par la compagnie.

Liste des bases inorganiques générant de façon fréquente des déchets : S’ils ne sont pas contaminés, ceux-ci peuvent être remisés ensemble dans le même contenant de déchet.

  • Hydroxyde de sodium
  • Hydroxyde de potassium
  • Hydroxyde de césium
  • Hydroxyde de calcium
  • Hydroxyde de baryum
  • Chlorure de calcium
  • Chlorure de magnésium
  • Iodure de magnésium
  • Ammoniaque

NOTE IMPORTANTE : Le terme ACIDE CAUSTIQUE, bien qu’il ait été très répandu pour désigner les bases en raison de l’effet similaire à certains acides, ne devrait plus être utilisé de nos jours pour parler de ce type de solution aqueuse.

AVERTISSEMENT :

Ne jamais mélanger les bases organiques et inorganiques, les bases inorganiques contient souvent des métaux qui sont souvent réactifs et peuvent engendrer des réactions exothermiques (explosion).

Type de contenants à prioriser :

Le contenant de pyrex : très résistance au pouvoir de dissociation, de corrosion et d’oxydation des produits chimiques de pH 1 à 14.

Le contenant de polyéthylène de haute densité (HDPE) : excellente résistance à la plupart des bases alcalines allant jusqu’à pH 13.

Le contenant de polypropylène (PP) : faible résistance à la corrosion.