Réactions acido-basiques pour évaluer les pollutions humaines

L’acidification des océans est associée aux pollutions humaines. Elle est caractérisée par une baisse du pH des milieux aquatiques. La dissolution du dioxyde de carbone $\rm (CO_2)$ dans les océans contribue à l’augmentation des ions oxonium $\rm (H_30^+)$.

$\rm CO_2,H_2O + H_2O$ $\longrightarrow$ $\rm HCO_3^- + H_3O^+$

Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton. 
Une réaction acido-basique est une réaction au cours de laquelle la base d'un couple capte un proton cédé par l'acide d'un autre couple. Une solution est acide si $\rm pH < 7$, basique si $\rm pH >7$ et neutre si $\rm pH = 7$. Plus la concentration en ions oxonium d'une solution aqueuse est élevée plus la valeur du $\rm pH$ est faible . La molécule d'eau peut se comporter comme un acide dans le couple $\mathrm{H_2O / HO^-}$ et la base dans le couple $\mathrm{H_3O^+ / H_2O}$, c'est un ampholyte.

Une réaction acide-base fait intervenir $2$ couples acide / base et correspond à l'échange d'un proton entre l'acide d'un couple et la base de l'autre couple. $\text{Acide 1} = \text{Base 1} + \rm H^+$ demi-équation . $\text{Acide 1} + \text{Base 2} = \text{Acide 2} + \text{Base 1}$.

On définit le $\rm pH$ par $\rm pH = - \log (H_3O^+)$ . Toute solution aqueuse contient des ions oxonium et des ions hydroxyde tels que $\rm Ke = 10^{-14} = (H_3O^+).(HO^-)$ avec $\rm Ke$ produit ionique de l'eau. On a $\rm pKe = - \log Ke = 14$ à $\rm 25°C$.

Quand on dilue une solution acide son $\rm pH$ augmente. Une réaction entre un acide fort et une base forte est exothermique. Le $\rm pH$ d'un acide fort de concentration apportée $\rm c$ est $\bf pH = - \log c$. Le $\rm pH$ d'une solution de base forte de concentration apportée est $\rm pH = pKe + \log c$. Un couple acide faible/base faible est caractérisé par son $\rm pKa = - \log Ka$. On a $\rm pH = pKa + \log (base)/(acide)$. Un acide fort n'a pas de constante d'acidité $\rm Ka$. $\rm K$ a n'a pas d'unité.