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Chimie : Acides et bases

Rappel:

Un équilibre chimique est un état de la réaction dans lequel les réactions directe et indirecte se produisent à la même vitesse et où les concentrations des réactifs et des produits ne varient pas avec le temps.

1. Définition du pH

Le pH est définit par la relation :

pH = - log [H3O+] = - log [H+]

L' autoprotolyse de l'eau correspond à la réaction d'équilibre suivant :

H2O + H2O ⇄ H3O+ + OH-

La constante d'équilibre s'écrit:

Ke = [OH-][H+]/1 = [OH-][H+]

Cette constante d'équilibre, dépendante de la température. Elle est également appelée produit ionique de l'eau. Il est égal à :

Ke = [OH-][H+] = 10-14 à 25°C

Pour l'eau pure on a :
[OH-] = [H+] = 10-7 mol/L.
Le pH vaut donc 7.

• Dans le cas des acides faibles, on définit la constante d'équilibre de dissociation de l'acide ou constante d'acidité:

AH + H2O ⇄ A- + H3O+

Elle est notée Ka et s'écrit :

Ka = [A-][H+]/[AH]


2. Définition du pKa

A partir du Ka on définit le pKa qui s'écrit

pKa = - log Ka

On utilise généralement le pKa plutôt que le Ka pour déterminer la force d'un acide .

• Dans le cas des acides forts , on aura la réaction directe :

AH + H2O → A- + H3O+

Plus l'acide est fort, plus [H+] est grand, plus Ka est grand, et donc le pKa est petit. Ou si l'acide est fortement dissocié, la concentration [AH] devient faible.

En introduisant les logarithmes dans la relation
Ka = [A-][H+]/[AH], la constante Ka devient :

- log Ka = - log [H+] - log ([A-]/[AH])

C'est à dire:

pKa = pH - log([A-]/[AH])

D'où la définition du pH en fonction du pKa :

pH = pKa + log([A-]/[AH])

Pour un pH inférieur au pKa, log([A-]/[AH]) < 0 ou log([AH]/[A-]) > 0, [AH]/[A-] > 1 et donc [AH] > [A-], et la forme acide AH est majoritaire. Dans le cas contraire, c'est la forme basique qui devient majoritaire.

-- Abdurrazzak Ajaja
Décembre 2024