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Propose par SERIE DE CHIMIE N4
Benaich Hichem
RAPPEL DU COURS
I / Rappels: Un acide est une entit chimique , lectriquement
charge ou non , pouvant cder un ou plusieurs protons . AH A- + H+ .
Une base est une entit chimique , lectriquement charge ou non ,
pouvant capter un ou plusieurs protons . B + H+ BH+ . Soit la
raction acide base : AH + B A- + BH+ . Cette raction met en jeu les
deux couples acide / base ( AH / A- ) et ( BH+ / B ) .
II / La loi daction de masse : Comparaison des acides et des
bases :Soit la raction : Acide1 + Base2 /base Base1 + Acide2
mettant en jeu les couples acide[B ase 1] q .[ A e 2] q cid [ A e
1] q .[ B cid ase 2] q
(Acide1/ Base1) et (Acide2/ Base2) , et de constante dquilibre K
=
.
Si K > 1 : l Acide1 est plus fort que l Acide2 ; la Base2 est
plus forte que la Base1 . Si K < 1 : l Acide2 est plus fort que
l Acide1 ; la Base1 est plus forte que la Base2 . Si K = 1 : l
Acide1 et l Acide2 sont de mme force ; il en est de mme pour la
Base1 et la Base2 . Donc , lacide le plus fort est conjugu la base
la plus faible .
III / Conditions dvolution spontane :K: Comme dhabitude , pour
prvoir le sens dvolution spontan , il suffit de calculer Si Si Si 0
0 0
quon compare
< K : la raction directe se produit spontanment . > K : la
raction inverse se produit spontanment . 0 = K : pas de raction
possible spontanment ; le systme est en quilibre dynamique .
IV / Constante dacidit Ka et pKa :Soit la raction : AH + H2O A-
+ H3O+ . Cette raction met en jeu les deux couples (AH/A-) et
(H3O+/ H2O) . La constante dquilibre de cette raction particulire
est appele constante dacidit et note Ka .
[ A ].[ H 3O + ]-
Ka =
( Ka ne dpend que de la temprature ) .
[ AH ]Par dfinition , pKa = -logKa Ka = 10-pKa
Un acide est dautant plus fort que la valeur de sa constante
dacidit Ka est grande et que la valeur de son pKa est faible . Plus
un acide est fort , plus sa base conjugue est faible .
V / Constante de basicit Kb et pKb :Soit la raction : B + H2O
BH+ + OH- . Cette raction met en jeu les deux couples (BH+/B) et
(H2O/ OH-) . La constante dquilibre de cette raction particulire
est appele constante de basicit et note Kb .
[ BH + ].[ OH - ][ B]
Kb =
( Kb ne dpend que de la temprature ) .
Par dfinition ,
pKb = -logKb Kb = 10-pKb
Une base est dautant plus forte que la valeur de sa constante de
basicit Kb est grande et que la valeur de son pKb est faible . Plus
une base est forte , plus son acide conjugu est faible .
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Benaich Hichem SERIE DE CHIMIE N4
VI / Relation entre Ka et Kb pour un couple acide/base :Ka . Kb
= Ke = 10-14 25C . = 14 25C .
pKa + pKb = pKe
Avec
pKe = -logKe Ke = 10-pKe
VII / pH des solutions aqueuses : 1) pH dune solution aqueuse
dun monoacide fort :Pour une solution dun monoacide fort dont la
concentration initiale est Ca , on a : pH = - log Ca
soit Ca = 10-pH .
2) pH dune solution aqueuse dun monoacide faible :Pour une
solution dun monoacide faible dont la concentration initiale est Ca
, on a : pH =
1 ( pKa - log Ca) 2
soit Ca = 10pKa 2 pH .
3) pH dune solution aqueuse dune monobase forte :Pour une
solution dune monobase forte dont la concentration initiale est Cb
, on a : pH = pKe + log Cb soit Cb = 10pH pKe .
4) pH dune solution aqueuse dune monobase faible :Pour une
solution dune monobase faible dont la concentration initiale est Cb
, on a : pH = Cb)
1 ( pKa + pKe + log 2
soit Cb = 102pH pKa pKe .
IIX / Comparaison de la force des acides et celle des bases : 1)
Selon la concentration initiale : A pH gaux , lacide le plus fort
est celui qui correspond la concentration initiale la plus faible .
A pH gaux , la base la plus forte est celle qui correspond la
concentration initiale la plus faible .
2) Selon la valeur du pH : A concentrations gales, lacide le
plus fort est celui de la solution dont le pH est le plus faible .
A concentrations gales, la base la plus forte est celle de la
solution dont le pH est le plus grand .
IX / Coefficient dionisation :
Pour un lectrolyte , on dfinit le coefficient dionisation ou de
dissociation comme suit : =quantit quantit del ' lectrolyt e ionis
ou dissoci initiale de l' lectrolyt e dissout
.
Pour les solutions acides , = 1).
[H
3O
+
]
C
1 . ( si lacide est fort = 1 ; si lacide est faible Ka2=10
-3,75
SO42-+ HCO2H ; HSO4-acide plus fort que HCO2H et HCO2- base plus
forte que SO42- ;
K 1 a K= =64,6 >1 HSO4-acide plus fort que HCO2H et HCO2-
base plus forte que SO42- ; K 2 a
3) a) 0=10 < K sens direct ; b) 0=200 > K sens inverse
.
EXERCICE 3On donne Ke = 2,5.10-13 80C . 1) Une solution aqueuse
, cette temprature , de pH = 6,5 ; est-elle acide ou basique ? 2)
200mL dune solution aqueuse contiennent 10-4 mol dions OH- . Quel
est son pH 80C ? 3) Le pH dune solution aqueuse est 4,7 80C . En
dduire la concentration de [OH-] .
Rp. Num.:1) [H3O+]=3,16.10-7mol.L-1<
[OH-]=7,9.10-7mol.L-1sol. basique .2) [OH-]=5.10-4mol.L-1
[H3O+]=5.10-10mol.L-1pH=9,3 . 3) [H3O+]=19,95.10-6mol.L-1
[OH-]=1,25.10-8mol.L-1 .
EXERCICE 4On prpare , 25C ,deux solutions 10-2 mol.L-1 , lune
dun acide A1H , lautre dun acide A2H . Les pH des deux solutions de
A1H et de A2H valent respectivement : 4,7 et 3,9 . 1) Quel est
lacide le plus fort ? 2) Quelles sont les concentrations de chacune
des espces en solution dans les deux solutions ? 3) En dduire les
constantes Ka et pKa pour ces deux acides .
Rp. Num.:1) C1=C2 et pH2
