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Expérience sur les liquides aux pH opposés

Par Mathieu le 13/08/2009 Ressources > Physique-Chimie > Terminale S > Les Réactions Acido-Basiques en Solution Aqueuse

1. Autoprotolyse de l’eau

1.1. pH de l’eau pure

A 25°C : pH = 7.0 -> [H3O+] = 10-pH = 10-7mol/L

Ces ions proviennent de la réaction entre l’eau et l’eau. Réaction qu’on appelle autoprotolyse.

H2O(l) + H2O(l) + H3O+(aq) + HO- (aq)

Cette réaction est limitée. La concentration [HO-] est de 10-7 mol/L

1.2. Produit ionique de l’eau

Le produit ionique de l’eau correspond au quotient de réaction à l’équilibre Qréq de la réaction d’autoprotolyse de l’eau.

Qréq= Ke = [H3O+] [HO-] C’est une constante.  Ke = 10-14 à 25°C

Remarque : Dans n’importe quelle solution, cette relation est toujours vérifiée.
Remarque : On définit en chimie le pK, grandeur liée au K par la relation pK = – log (K)

2. Constante d’acidité

2.1. Définition

Chaque acide (donc chaque base conjuguée) peut être considéré(e) par sa constante d’acidité, notée Ka. Elle correspond à la constante d’équilibre de la réaction de cet acide dans l’eau.

2.2. Expression du Ka d’un acide

AH (aq) + H2O(l) = A- (aq) + H3O+(aq)

Remarque : Plus le pKa d’un acide est grand, plus cet acide est dissocié dans l’eau, plus il réagit avec l’eau, plus son pKa est petit.
Remarque : Plus l’acide d’un couple va être fort, plus sa base conjuguée est faible.

3. Constante d’équilibre d’une réaction d’une réaction acido-basique

3.1. Equation de réaction

A1H + A2- = A1- + A2H

Il va y avoir un échange protonique entre l’acide et la base. Toute réaction acido-basique est caractérisée par sa constante d’équilibre.

3.2. Expression de la constante d’équilibre.

(IMAGE)

Remarque : Une réaction est caractérisée totale si la constante d’équilibre est supérieure ou égale à 104.

4. Diagramme de prédominance

Lors des équilibres chimiques, il y a coexistence en solution de l’espèce acide AH et de l’espèce base A- conjuguée.

4.1. Relation entre pH et pKa

4.2. Construction du diagramme

4.3. Indicateur coloré

Il est constitué par un couple acide/base dont l’espèce acide et base conjuguée ont des teintes différentes. On le note Hind/ind-. il est caractérisé par son pKa.

Exemple : Bleu de Bromothymol (BBT)

4.4. Diagramme de distribution

C’est une courbe sur laquelle apparaît le pourcentage de l’espèce acide (ou basique) en fonction du pH.

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