CHIMIE

2,3.c
4
0
pseudo-tampon
dû au couple
H 3O + / H 2O
pK A
pseudo-tampon
dû au couple
H 2O / HO –
tampon
dû au couple
HA / A –
14
pH
Doc. 24 Variation du pouvoir tampon
d’un mélange HA/A – en fonction du
pH ; b présente un maximum pour
pH = pK A.
A' –
A –
pH
pK A'
pK A
HA'
HA
Doc. 25 La réaction entre HA et A’ –
a pour constante K 0 1 = 10(pK A’ –pK A)
A –
H 2 O
pH
pK' A
0
pH
HO – pK e
HA
H 3 O +
H 2 O
Doc. 26 HA et A’ – réagissent aussi
avec l’eau.
Équilibres acido-basiques
16
Une addition d’acide fort de concentration apportée dc A conduit au même résultat :
• b est d’autant plus grand que la concentration c est élevée ;
• b est maximal lorsque db est nul, c’est-à-dire pour h = KA , soit pH = pK A
(doc. 24).
Une solution tampon constituée d’un acide et de sa base conjuguée a un
pouvoir tampon maximum lorsque pH = pK A.
4.6.4. Application des solutions tampons
COURS
En Chimie, on utilise des solutions tampons chaque fois que l’on veut effectuer
une réaction à pH constant même si cette réaction consomme ou produit des ions
hydronium.
Une solution tampon ayant un pH qui dépend peu de l’ajout modéré d’acide ou de
base ou d’eau peut constituer une solution étalon de pH. On utilise ainsi des solutions
tampons pour étalonner un pH-mètre avant toute mesure de pH.
4.7 Autres calculs de pH
4.7.1. pH d’une solution de polyacide ou de polybase
Considérons un diacide H 2A ; sa mise en solution fait intervenir les deux équilibres
successifs suivants, d’équations :
(1) H 2A + H 2O = HA – + H 3O + K A1
(2) HA – + H 2O = A 2– + H 3O + K A2
L’expérience montre que lorsque l’acide H 2A est faible et peu dilué et lorsque la
différence entre les deux pK A est supérieure à 2, il suffit de ne considérer que le
premier équilibre, ce qui revient à calculer le pH d’une solution d’un monoacide
(cf. § 4.2.).
Lorsque les deux constantes K A1 et K A2 sont voisines, les deux équilibres doivent
être pris en compte, mais ce cas dépasse le cadre du programme.
Le problème des polybases se traitent de la même façon en utilisant les analogies
présentées au paragraphe 4.3.
4.7.2. pH d’un mélange d’un acide faible et d’une base faible
non conjuguées
Soit une solution d’un acide faible HA de concentration apportée c HA et d’une base
A’ – de concentration apportée c A’ – ; soit K A la constante d’acidité du couple
HA / A - et K’ A celle du couple HA’ / A’ – .
HA et A’ – peuvent participer à trois réactions (doc. 25 et 26) :
Pour s’entraîner : ex. 17
(1) HA + A’ – = A – + HA’ K 1 0 = KA / K’ A
(2) HA + H 2O = A – + H 3O + K 2 0 = KA
(3) A’ – + H 2O = HA’ + HO – K 3 0 = K’B = K e / K’ A
Lorsque K 2 0 et K3 0 sont faibles devant K1 0 , la réaction (1) est la réaction prépondérante.
La détermination de l’avancement volumique à l’équilibre x V, éq (cf. applications
2 et 3) permet de connaître la composition du système à l’équilibre :
[A – ] = [HA’] = x V, éq , [A’ – ] = c A’ – – x V, éq et [HA] = c HA – x V, éq
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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