Chapitre 5 : constante d'acidité d'un couple acide base


 

I) Produit ionique de l'eau 

1) Autoprotolyse de l'eau

La réaction d'autoprotolyse de l'eau est :

H2O + H2O = H3O+aq+ HO-aq

 

L'eau pure possède un pH = 7 à 25°C. Par conséquent les concentrations en ion oxonium et hydroxyde sont à cette température :

 

[H3O+] = [HO-] = 10-7 mol.L-1

 

La réaction d'autoprotolyse de l'eau est très limitée ( son taux d'avancement final tf est très inférieur à 1).

2) Produit ionique de l'eau Ke

La constante d'équilibre, notée Ke, correspondant à l'autoprotolyse de l'eau, est appelée produit ionique de l'eau.

À 25 °C :
Ke = [H3O+]eq[HO-]eq = 10-14

En généralisant dans toute solution aqueuse, le produit ionique de l'eau à 25°C est :

Ke = [H3O+]eq[HO-]eq=10-14

 

pKe = -log(Ke) = 14

 

Unité : les concentrations en mol.L-1 , le produit ionique est sans unité.

Ke ne dépend pas des espèces chimiques en solution aqueuse mais de la température.  Exemple de calcul de Ke.

 3) Relation entre pH, pKe, [HO- ] et  [H3O+]

pH  = pKe + log([HO-]eq) ;

[HO-]eq = 10(pH - pKe)

 

 

4) Solution neutre chimiquement, acide et basique

Dans une solution neutre chimiquement :

[H3O+]eq = [HO-]eq , pH = 1/2.pKe

 

Dans une solution acide :

[H3O+]eq  > [HO-]eq , pH < 1/2.pKe

 

Dans une solution basique:

[H3O+]eq  <  [HO-]eq , pH > 1/2.pKe

 

II) Constante d'acidité Ka d'un couple acide base

1) Définition

Soit un couple acide base HA/A- dont la réaction avec l'eau est :

HAaq + H2O = A-aq + H3O+aq

 

La constante d'équilibre, Ka, appelée constante d'acidité de ce couple est :

 

2) Relation entre pH, pKa, et les concentrations en base et acide conjugué

 

Le pKa du couple AH/A- est :

 

pKa = -log(Ka)

 

pKa et Ka sont sans unité. La relation entre le pH et le pKa est :
 

 

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