Force des acides et des bases

Objectif

Comprendre la définition d'un acide et d'une base, reconnaître une réaction acido-basique, et savoir l'écrire et l'équilibrer.

Pourquoi c'est important 

Objectif

Comprendre ce qu'est une réaction d'oxydo-réduction, savoir identifier oxydant et réducteur, et équilibrer les équations.

Pourquoi c'est important 

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