Fiche 4 - Laroche

Terminale S / Chimie B. La transformation d’un système chimique est-elle toujours totale ?CHAPITRE IV : REACTIONS ACIDO-BASIQUES EN SOLUTIONS AQUEUSESI. AUTOPROTOLYSE DE L’EAUL’eau est le siège d’un équilibre dit autoprotolyse, d’équation :+ −2H 2Ol H 3Oaq HOaq= + .La constante de cet équilibre, appelé produit ionique de l’eau note K e est:A 25°C :1, 00.10−14K e= avece14pK = .K = ⎡ ⎣ H O ⎤ ⎦⎡ ⎣ HO ⎤ ⎦ avec pK = − log K .+ −e 3 aq.aqII. SOLUTIONS ACIDES, NEUTRES ET BASIQUESSolution Acide Neutre Basique+ −+ −+ −⎡⎣H3Oaq⎤⎦ > ⎡⎣HOaq⎤⎦⎡⎣H3Oaq⎤⎦ = ⎡⎣HOaq⎤⎦⎡⎣H3Oaq⎤⎦ > ⎡⎣HOaq⎤⎦A T°C111pH < pKepH = pKepH > pKe222+ −7 -1+ −7 -1+ −⎡H3O aq⎤ > 1, 00.10 mol.LA 25°C⎣ ⎦⎡⎣H3O aq⎤⎦ = 1, 00.10 mol.L ⎡⎣H3O aq⎤⎦ < 1, 00.10 mol.LpH < 7pH = 7pH > 7III. CONSTANTE D’ACIDITE K A ; pK A− +Soit la réaction d’un acide HA sur l’eau, d’équation : HA + H2O = A + H3O.Sa constante d’équilibre K A , est appelée constante d’acidité du couple HA / A − :Pour les couples de l’eau :KA− +⎡⎣ A ⎤⎦⎡⎣H3O⎤=⎦avec pK = − log K .[ HA]AeAe7 -1H O / H O : K = 1 ; pK= 1.+3 aq 2 A AH O HO K K−−142/aq:A= 10 ; pA= 14.IV. COMPARAISON DES ACIDES ENTRE EUX ET DES BASES ENTRE ELLESACIDES DE PLUSEN PLUS FORTSAcidesforts dansl’eaupK A1401,0.10 -141K ABasesfortes dansl’eauBASES DE PLUSEN PLUSFORTESSoit deux couples HA1 / A − 1et HA2 / A − 2tellsK > K (soit p K < pK ) .queA1 A2 A1 A2A concentration identique, la solution del’acide HA1a le pH le plus petit et le tauxd’avancement final de réaction sur l’eau leplus grand.A concentration identique, la solution de labase A − 1a le pH et le taux d’avancement finalde réaction sur l’eau les plus petits.A un acide de plus en plus fort correspond unebase de plus en plus faible et réciproquement.Professeur Barrandon EricBARRANDON@lamerci.com1Lycée La Merci

Terminale S / Chimie B. La transformation d’un système chimique est -elle toujours totale ?V. CONSTANTE D’EQUILIBRE ASSOCIEE A UNE REACTION ACIDO-BASIQUESoit la réaction d’ équation : HA1 A − −+ 2 = A1 + HA2.[ ][ ]− + − +⎡ A1 ⎤. HA ⎛2⎡H3O ⎤ ⎞ ⎡ A1 ⎤ . ⎡H3O ⎤ HA2Sa constante d’ équilibre s’ écrit : K =⎣ ⎦ ⎜× ⎣ ⎦ ⎟ =⎣ ⎦ ⎣ ⎦×,− + + −[ HA1 ]. ⎡A ⎜2H3O ⎟ [ HA1].⎣⎤⎦⎡⎣⎤⎦⎡⎣H3O ⎤⎦. ⎡⎣A2⎤⎝ ⎠⎦SoitKA1 pK 2 110 A − pKK = = A avec KAet K K1 Ales constantes d’ acidité respectives des couples HA21/ A1 et HA2 / A2A2Remarque : une transformation acido-basique est quasi totale si pK − pK > 4 .2 1V. DOMAINES DE PREDOMINANCESAA− − .− +− + −⎡ A ⎤ ⎡H3O⎤⎛On a : K⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡A ⎤ ⎡H3O ⎤ ⎞⎡A⎤+A = d’ où − log KA = − log ⎜ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎟ = − log ⎡H O ⎤ − log⎣ ⎦[ HA]⎜⎣ ⎦⎝⎠On obtient la relation fondamentale entre le pH et le pK A :3[ HA] ⎟[ HA]−⎡ A ⎤pH = pK + log⎣ ⎦.A[ HA]oupKA−⎡A⎤= pH − log⎣ ⎦.[ HA][ HA]> ⎡ ⎣ A − ⎤ ⎦[ HA]= ⎡ ⎣ A − ⎤ ⎦ [ HA]< ⎡ ⎣ A − ⎤ ⎦0 pK A 14Remarque : la teinte sensible d’ un indicateur coloré est celle qu’ il prend dans sa zone de virage, c’ est-à-dire pour :pK − 1< pH < pK + 1 (à méditer…).AAProfesseur Barrandon EricBARRANDON@lamerci.com2Lycée La Merci