Force des acides et des bases
Réaction d'un acide ou d'une base avec l'eau
Autoprotolyse de l'eau
La constante d'équilibre de la réaction d'autoprotolyse de l'eau est appelée produit ionique de l'eau et notée $\rm Ke$.
$\rm \color{green}{H_2O(I)} \color{blue}{~+~} \color{red}{H_2O(I)} \color{blue}{~=~} \color{green}{H_3O^+_{(aq)}} \color{blue}{~+~} \color{red}{HO^-_{(aq)}}$
$\color{red}{\boxed{\begin{array}{ll}\color{black}{\rm Ke = [H_3O^+]_{éq} \times [HO^-]_{éq}}\\
\color{black}{\rm Ke= \color{red}{10^{-14}} \color{black}{\text{ à 25°C}}}\\
\color{black}{\rm \Rightarrow pKe = -\log (Ke) = \color{red}{14}}.\end{array}}}$
Solutions d'acide ou de base
Acides et bases forts
Un acide fort $\rm AH$ réagit totalement avec l'eau. Ces réactions sont caractérisées par une flèche simple entre les réactifs et les produits.
$\rm AH_{(aq)} + H_2O \rightarrow A^-_{(aq)} + H_3O^+_{(aq)}$
Une base forte $\bf A^-$ réagit également totalement avec l'eau.
Calcul du pH :
- Le pH d'une solution d'acide fort de concentration $\rm C$ (en $\rm mol.L^{-1}$) est : $\bf pH = -\log (C)$
- Le pH d'une solution de base forte de concentration $\rm C$ (en $\rm mol.L^{-1}$) est : $\bf pH = pKe + \log (C)$
Acides et bases faibles
Un acide faible $\rm AH$ ne réagit pas totalement avec l'eau. Une base faible $\rm A^-$ ne réagit pas totalement avec l'eau non plus.
$\rm AH_{(aq)} + H_2O \leftrightarrows A^-_{(aq)} + H_3O^+_{(aq)}$
Constante d'acidité
Chaque couple acide faible / base faible est caractérisé par une grandeur sans dimension nommée constante d'acidité, notée $\bf K_A$, du couple $\rm AH / A^-$ :
$\displaystyle \rm K_A = \frac{[H_3O^+]_{eq}\cdot [A^-]_{eq}}{[AH]_{eq}}$ avec $\color{plum}{\boxed{\begin{array}{ll}\color{black}{\text{[Concentration] en } \rm mol.L^{-1}}\\
\color{black}{\rm K_A \text{ sans dimension}}\end{array}}}$
$\rm pK_A = -\log K_A$ et $\rm K_A = 10^{-pK_A}$
Solution tampon
Une solution tampon a un pH qui varie peu par addition d'une petite quantité d'acide ou de base, et par dilution modérée.
Diagrammes d'un couple
Diagramme de prédominance
Diagramme de distribution
