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Tout ce qu'il faut retenir
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Réactions chimiques par échange de protons
Le pH
[H 3O+]
pH
[HO-]
[H 3O+]⋅[H O-
]=Ke=10−14
= 2,8
= 10-2,8 = 1,6.10-3 mol.L-1
[H 3O+]=10−pH
= 10-14-2,8 = 6,3.10-12 mol.L-1
pH=−log [H 3O+]
= 4,2.10-4 mol.L-1
= 10-14 / 4,2.10-4 = 2,4.10-11 mol.L-1
= -log(2,4.10-11) = 10,6
[H 3O+ ]=
Ke
[H O -]
[H O -]=
Ke
[H 3O+ ]
Un acide et une base selon Brønsted
Brønsted, 1879-1949
un acide est une espèce qui peut libérer un proton, H+, et une base une espèce qui peut capter un proton, H+.
«»
AH / A-
un acideune base
AH = A- + H+
H 3O+
HO-
H 2O CH 3CO2HCH 3CO2-
NH 4+
NH 3
H 2OAcides Bases
acide ET base= ampholyte
Compétence exigible :Reconnaître un acide, une base dans la théorie de Brönsted.
Réactions avec l'eau
acide base+ eau ions oxonium +
totale : H 2 SO 4(aq)+H 2O(l )→H 3O(aq)+ +H SO4 (aq)
- Acide fort
Partielle : CH 3CO2H (aq)+H 2O(l )⇋ H 3O(aq)+
+CH 3CO2H (aq)Acide faible
acidebase + eau ions hydroxyde +
totale : NaOH (aq)→Na++HO(aq)
+ Base forte
Partielle : NH 3(aq)+H 2O(l )⇋ HO(aq)-
+NH (aq)4+
Base faible
Compétence exigible :Utiliser les symbolismes →, ← et dans l’écriture des réactions ⇋chimiques pour rendre compte des situations observées.
Pka - Acide faible
Couple caractérisé par son pKa : CH 3CO2H (aq)/CH 3CO2(aq)-
pKa = 4,8 à 25°C
pH
CH 3CO2H (aq) prédomine CH 3CO2 (aq)- prédomine
[CH 3CO2H (aq)]>[CH 3CO2(aq)-
]
[CH 3CO2H (aq)]<[CH 3CO2(aq)-
]pH=7
7
pH=2
Diagramme de prédominance
4,8
Compétence exigible :Identifier l’espèce prédominante d’un couple acide-base connaissant le pH du milieu et le pKa du couple.
2
Pka - Acide faibleCouple caractérisé par son pKa : CH 3CO2H (aq)/CH 3CO2 (aq)
- pKa = 4,8 à 25°C
pH
CH 3CO2H (aq)
4,8
prédomine CH 3CO2 (aq)- prédomine
[CH 3CO2H (aq)]>[CH 3CO2(aq)-
] [CH 3CO2H (aq)]<[CH 3CO2(aq)-
]
72
Définition du pKa ?
Ka=[Base][H 3O
+]
[acide ]pKa=−log (Ka)
pH= pKa+ log ([Base ][acide ]
)
oùPas à connaître
Mais à savoir utiliser !
pH=7
log ([Base ][acide]
)= pH− pKa
[Base][acide ]
=10 pH− pKa
[CH 3CO2(aq)-
]
[CH 3CO2 H (aq)]=107−4,8
=1,6⋅102>1
pH=2
[CH 3CO2(aq)-
]
[CH 3CO2H (aq)]=102−4,8
=1,6⋅10-3<1
Acide fort
AH (aq)+H 2O (l)→ A(aq )-
+H 3O(aq)+ Réaction totale
ni (AH (aq))=c.V n f (H 3 0(aq)+
)=c.VCe qui est produitCe qui a été introduit
[H 3 0(aq)+ ]=
n f (H 3 0(aq )+
)
V=c
pH=−log (c)pH=−log([H 3O+])
c = 3,6.10-4 mol.L-1
pH = - log(3,6.10-4 ) → pH = 3,4
Solution d'acide fort AH de concentration en soluté apportée égale à c
Compétence exigible :Calculer le pH d’une solution aqueuse d’acide fort ou de base forte de concentration usuelle.
Base forte
B(aq)+H 2O( l)→BH (aq)+
+H O(aq)- Réaction totale
ni (B(aq))=c.V n f (H0(aq)-
)=c.VCe qui est produitCe qui a été introduit
[H0(aq )- ]=
n f (H0(aq)-
)
V=c
pH= pKe+ log (c)
c = 3,6.10-4 mol.L-1
pH = 14 + log(3,6.10-4 ) = 11,6
Solution de base forte B de concentration en soluté apportée égale à c
Compétence exigible :Calculer le pH d’une solution aqueuse d’acide fort ou de base forte de concentration usuelle.
[H 3O+]=
Ke
[H O -]=Kec pH
=−log([H 3O
+ ])
Titrage pH-métriqueEx : titrage d'une solution d'acide chlorhydrique par de la soude (hydroxyde de sodium)
HCl NaOH
H 3O(aq )+ +Cl (aq)
- Na(aq)+ +HO (aq)
-
Acide fort base forte
H 3O(aq)+ +HO(aq)
- →2H 2O(l )
Réaction support du titrage
Rapide Totale
Détermination équivalence
11,1
6,8
À l'équivalence,V
E = 11,1 mL
pH = 6,8
Détermination de la concentration
Compétence exigible :Je sais déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.
H 3O(aq)+ +HO(aq)
- →2H 2O(l )
Dans les proportions stœchiométriques
Équivalence = réactifs introduits dans les proportions stœchiométriques
néq(H 3O+)=néq(HO
-)
[H 3O+]i⋅V i=[HO -]0⋅V éq [H 3O
+]i=
[HO -]0⋅V éq
V i
À l'équivalence,V
E = 11,1 mL
NaOH : c0 = 1,00.10-2 mol.L-1
HCl :Vi = 10,0 mL [H 3O
+]i=1,11⋅10−2 mol.L−1
1 mole d'ions oxonium réagit avec 1 mole d'ions hydroxyde
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