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Cours de Physique-chimie - Acide fort, acide faible, notion de constante d'acidité et de pKA

 

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cours de Physique-chimie 

Acide fort, acide faible, notion de constante d'acidité et de pKA

Note par nos Maxinautes :  

Objectifs
Voir la différence entre un acide fort et un acide faible. Idem avec une base forte ou faible. Présenter la notion de constante d’acidité d’un couple acide/base. Donner quelques exemples. Donner la relation entre le pH, le pKA et les concentrations des formes acides et basiques. Expliquer comment bâtir un diagramme de prédominance et comment s’en servir.
1. Acide fort - acide faible
Selon la définition de Brønsted, un acide est une espèce chimique susceptible de perdre un ou plusieurs proton(s) (). Pour nos explications, on considèrera des monoacides : seul un est mis en jeu.

Pour un acide fort AH, cette transformation est totale dans une solution aqueuse . On note l’utilisation de la flèche simple sens pour rappeler que la réaction est totale.
Cela veut dire que sa réaction avec l’eau est totale : .
Donc, si on dissout n moles d’un acide fort dans l’eau, alors il va se former n moles d’ qui vont se combiner avec l’eau pour former n moles d’ions oxonium .

Estimation du pH : soit c (en mol/L) la concentration d’un acide fort dissous dans l’eau. On a . Comme le pH est donné par , il vient :
(avec c diluée mais pas trop)

Exemples d’acides forts : acides chlorhydrique , sulfurique , nitrique .

Pour un acide faible AH, sa réaction avec l’eau est limitée : .
Cela veut dire que la forme basique est susceptible de re-réagir avec pour redonner la forme acide de départ, selon la réaction inverse . C’est pour cela que l’on utilise la notation . Les deux réactions sont en compétition et vont progressivement mener à un état d’équilibre chimique intermédiaire entre « tout l’acide a réagi » et « l’acide n’a pas réagi ». Si on dissout n moles d’un acide faible dans l’eau, on aura production de moles d’, avec .

Exemples d’acides faibles : les acides carboxyliques (fonction ), l’acide fluorhydrique HF.
2. Base forte - base faible
Toujours selon Brønsted, une base est une espèce chimique susceptible de capter un ou plusieurs protons. Dans la pratique, ces protons peuvent être pris à des molécules d’eau, formant alors des ions hydroxydes . On prendra en compte dans ce cours des monobases.

Pour une base forte , sa réaction avec l’eau est totale : .
Si on dissout n moles d’une base forte dans l’eau, il y aura production de n moles d’.

Estimation du pH : soit c (en mol/L) la concentration d’une base forte dissoute dans l’eau. On a . D’autre part, à température donnée. On appelle cette quantité le produit ionique de l’eau, et on le note . A 25 °C, soit environ 30
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