CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
486
16
température
(°C)
0
10
20
25
30
40
50
60
70
80
90
100
Équilibres acido-basiques
Ke
0,11 . 10 –14
0,30 . 10 –14
0,69 . 10 –14
1,00 . 10 –14
1,48 . 10 –14
2,95 . 10 –14
5,50 . 10 –14
9,55 . 10 –14
15,50 . 10 –14
25,10 . 10 –14
38,00 . 10 –14
55,00 . 10 –14
pKe
14,96
14,53
14,16
14,00
13,83
13,53
13,26
13,02
12,80
12,60
12,42
12,26
Doc. 7 Valeurs de K e et pK e à
diverses températures : le produit
ionique de l’eau K e croît avec la température.
Pour simplifier l’écriture, on notera, par
la suite, h la concentration en ion hydronium
: h = [H 3O + ]
ou, plus simplement, en exprimant les concentrations en mol . L –1 :
(16.2)
Cette constante d’équilibre, appelée produit ionique de l’eau, ne dépend que de
la température (doc. 7). À 25 °C, K e = 1,0 . 10 –14 .
On définit également pK e par : pK e = – log K e
(16.3)
3.3 pH d’une solution
Toute solution aqueuse contenant des ions hydronium H 3O + , peut être caractérisée
par son pH, grandeur définie en 1909 par le chimiste danois SØRENSEN.
Par définition :
K e = [H 3O + ].[HO – ]
À25 °C : pK e= 14,0
pH = – log a (H 3O + )
Pour les solutions aqueuses diluées : a(H 3O + ) =
soit : pH = – log
Par simplification, on écrira par la suite :
pH = – log [H 3O + ] = – log h
(16.4)
expression dans laquelle la concentration est alors nécessairement exprimée en
mol . L –1 .
En notant pX = – log [X], le développement de l’équation (16.2) donne :
pK e = pH + pOH
3.4 Constante d’acidité d’un couple acide-base
(16.5)
3.4.1. Réactions acido-basiques
Les protons n’existant pas à l’état libre en solution, un acide 1 ne peut céder de
protons que s’il est mis en présence d’une base 2 susceptible de les capter. La
réaction de transfert de protons correspondante constitue une réaction acide-base ;
son équation peut s’écrire :
acide 1 + base 2 = base 1 + acide 2
Pour s’entraîner : ex. 6
Lorsque l’équilibre chimique est atteint, les concentrations des espèces chimiques
intervenant dans cette réaction, vérifient, en solution suffisamment diluée, la relation
(16.6) traduisant l’existence d’un équilibre entre ces quatre espèces :
K 0 = Q éq =
(16.6)
Pour déterminer la constante d’équilibre K 0 et ainsi prévoir le sens d’évolution
d’un système, on classe les couples acide-base suivant leur force, c’est-à-dire leur
aptitude à échanger des protons.
Les réactions étudiées se déroulant généralement en solution aqueuse, c’est par rapport
aux couples de l’eau que s’effectue ce classement. La constante d’acidité
K A permet ce classement.