CHIMIE

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COURS
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Équilibres acido-basiques
Doc. 21 L’ampholyte HA – peut
participer à trois réactions :
(1) HA – se dismute ;
(2) HA – est un acide ;
(3) HA – est une base.
(*) • Dans ce cas, le pH ne dépend pas de
la concentration de la solution.
• Nous retrouverons cette relation à la première
équivalence du dosage d’un diacide.
HA – est un ampholyte, puisqu’il est l’acide du couple HA – / A2– et la base du couple
H2A/HA – .Trois réactions faisant intervenir HA – se produisent (doc. 21) ; soient
K 0 1 , K02 et K0 3 , leurs constantes :
(1) 2 HA – = H 2A+ A 2– K 0 1 = K A2 /K A1
(2) HA – +H 2O = A 2– +H 3O + K 0 2 = K A2
(3) HA – +H 2O = H 2A+HO – K 0 3 = K B1 = K e /K A1
1)
pH
A 2– pK A2
HA –
pK A1
HA –
H 2 A
2)
Lorsque, la constante K 0 1 est nettement supérieure à K02 et K0 3 (K 0 1 > 100 . K02 et
K 0 1 > 100 . K0 3 ) ; la réaction (1) est la réaction prépondérante : elle impose le pH de
la solution. (1) étant la réaction prépondérante, son bilan donne [H2A] = [A2– ] .
Le produit K A2 . K A1 qui s’écrit :
A 2–
pK A2
K A2 . K A1 = . = , devient K A2 . K A1 = h 2
soit (*) : pH = (pKA1 + pKA2 )
(16.23)
pH
HA –
H 0
2O HA –
H 3 O +
APPLICATION 6
pH d’une solution d’hydrogénocarbonate de sodium
–
Les tables donnent pKA1(CO2/HCO3 ) = 6,4 et
– 2–
pKA2(HCO3)/CO3 ) = 10,3 .
1) Déterminer le pH d’une solution d’hydrogénocarbonate
de sodium à c = 0,10 mol . L –1 .
2) Calculer les concentrations de CO 2 et CO 3 2– .
Dans la solution d’hydrogénocarbonate de sodium, les
réactions acido-basiques qui se produisent sont :
(1) 2 HCO 3 – = CO2 + CO 3 2– + H2O
K 0 1 = K A2 /K A1 = 10 –3,9
(2) HCO 3 – + H2O = CO 3 2– + H3O + K 0 2 = 10 –10,3
(3) HCO 3 – + H2O = CO 2 + OH – + H 2O
K 0 3 = K e /K A1 = 10 –7,6
(1) est la réaction prépondérante, d’où :
3)
pH = 1/2(pKA1 + pK A2) = 8,35
pH
HO – pK e
[CO 2] et [CO 3 2– ] se déterminent à l’aide de K 0 1 :
[CO 2] = [CO 3 2– ] = ( K 0 1 . [HCO 3 – ] 2 ) 1/2
La réaction (1) étant peu avancée :
[HCO 3 – ] ≈ c
D’où : [CO 2] = [CO 3 2– ] = 1,1 .10 –3 mol .L –1
pK A1
H 2 O
H 2 A
Nous vérifions que h