EAU Propriétés physico-chimiques

Propriétés chimiques

L'eau est un réactif très important dans l'état gazeux et surtout dans l'état liquide. C'est un composé très stable avec, pour sa réaction de formation à 25 ⁰C :

ce qui conduit à une vapeur d'eau très peu dissociée, même à température élevée (2 p. 100 à 2 000 ⁰C, 60 p. 100 à 3 000 ⁰C).

Caractère acide et basique

L'eau se combine aux oxydes pour donner des hydroxoacides, des hydroxobases et des hydroxydes amphotères suivant la position de l'oxyde dans la classification périodique et son degré d'oxydation :

Cette dernière réaction est d'ailleurs très complexe. L'eau s'ionise suivant l'équilibre :

(ΔH⁰ = — 55,9 kJ/mol), auquel correspond à 25 ⁰C une constante d'équilibre K = 3,2 × 10^—18qui conduit pour l'eau pure aux concentrations :

Cela permet de rendre compte des réactions de neutralisation et du phénomène d'hydrolyse (hydrolyse du carbonate de sodium aussi bien que du chlorure d'aluminium).

Caractère oxydoréducteur

Le sodium réduit l'eau à température ambiante avec inflammation :

Le fluor l'oxyde :

La vapeur d'eau est un oxydant vis-à-vis de nombreux métaux et non-métaux :

elle réduit le chlore :

elle est aussi un dismutant du soufre :

Les propriétés oxydantes et réductrices de l'eau liquide sont expliquées par les deux demi-réactions :

Stabilité et électrolyse - crédits : Encyclopædia Universalis France — Stabilité et électrolyse
Encyclopædia Universalis France

Le diagramme potentiel-pH rend compte à la fois de la réactivité et de l' électrolyse de l'eau. Les réducteurs de l'eau ont un potentiel de réduction situé dans la zone inférieure (E⁰_Na/Na⁺ = — 2,71 V). Ses oxydants sont situés dans la zone supérieure (E⁰_F^—_/F = + 1,9 V). Il faut une différence de potentiel entre électrodes supérieure à 1,23 V pour électrolyser l'eau.

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Écrit par

Antoine POTIER : professeur à la faculté des sciences et techniques du Languedoc

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Eau : propriétés - crédits : Encyclopædia Universalis France — Eau : propriétés

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Molécule d'eau et cristal de glace - crédits : Encyclopædia Universalis France — Molécule d'eau et cristal de glace

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