736 Chapitre 28
Réactions acido-basiques
Qu’appelle-t-on constante d’acidité d’un couple acide/base ?
La constante d’acidité d’un couple AH/A
– est la constante d’équilibre de la réaction :
AH(aq) + H 2 O(l) = A
– (aq) + H 3 O
+ (aq)
Comme cela a été vu dans le chapitre 26, la loi d’équilibre chimique s’écrit Q e = K. Nous devons
donc expliciter le quotient réactionnel Q e à partir des activités des constituants à l’équilibre :
Q e =
a A
–
(aq) · a H 3 O
+
(aq)
a AH(aq) · a H 2 O(l)
L’eau étant le solvant nous prendrons a H 2 O(l) = 1. Nous considérerons en outre la solution suffisamment diluée pour que l’activité d’un soluté A i soit identifiée à a i = [A i ]/c
◦ avec c
◦ = 1 mol · L
−1
et [A i ] en mol · L
−1 . Dans ces conditions :
Q e =
[A
– ]/c
◦
· [H 3 O
+
]/c
◦
[HA]/c ◦ · 1
=
[A
– ][H 3 O
+
]
[AH]c ◦
L’activité a i d’un soluté A i (grandeur sans dimension) s’identifie en solution suffisamment diluée à a i = [A i ]/c
◦ avec c
◦ = 1 mol · L
−1 et [A i ] en mol · L
−1 . Sa valeur est alors
égale à celle de sa concentration [A i ] mesurée en mol · L
−1 . Par commodité d’écriture,
dans la suite nous ne ferons pas figurer c
◦ dans les expressions faisant intervenir les
activités des solutés et nous considérerons que les concentrations sont toutes exprimées
en mol · L
−1 .
On appelle constante d’acidité K a d’un couple AH/A
– la constante d’équilibre de la réaction :
AH(aq) + H 2 O(l) = A
– (aq) + H 3 O
+ (aq)
La condition d’équilibre s’écrit :
[A
– ][H 3 O
+ ]
[AH]
= K a
On définit aussi : pK a = − log K a .
Définition : Constante d’acidité
Quels sont les pouvoirs acido-basiques de l’eau ?
L’eau est une espèce amphotère ou un ampholyte, car elle est à la fois la base du couple
H 3 O
+
/H 2 O et l’acide du couple H 2 O/OH
– . Ces deux couples sont caractérisés par leur pK a .
Cas du couple H 3 O
+ /H 2 O :
La réaction entre l’acide H 3 O
+ et le solvant H 2 O est : H 3 O
+
(aq) + H 2 O(l) = H 2 O(l) + H 3 O
+
(aq).
À l’équilibre chimique Q e =
[H 3 O
+ ]
[H 3 O
+ ]
= 1.
On en déduit la constante d’acidité du couple H 3 O
+
/H 2 O : K a (H 3 O
+
/H 2 O) = 1 et pK a = 0.
Cas du couple H 2 O/OH
– :
La réaction entre l’acide H 2 O et le solvant H 2 O est : H 2 O(l) + H 2 O(l) = OH
– (aq) + H 3 O
+ (aq).
Cette réaction particulière dans laquelle il y a un échange de proton entre deux molécules d’eau
est appelée autoprotolyse de l’eau.
partagelivrescpge.blogspot.com
Réactions acido-basiques
Qu’appelle-t-on constante d’acidité d’un couple acide/base ?
La constante d’acidité d’un couple AH/A
– est la constante d’équilibre de la réaction :
AH(aq) + H 2 O(l) = A
– (aq) + H 3 O
+ (aq)
Comme cela a été vu dans le chapitre 26, la loi d’équilibre chimique s’écrit Q e = K. Nous devons
donc expliciter le quotient réactionnel Q e à partir des activités des constituants à l’équilibre :
Q e =
a A
–
(aq) · a H 3 O
+
(aq)
a AH(aq) · a H 2 O(l)
L’eau étant le solvant nous prendrons a H 2 O(l) = 1. Nous considérerons en outre la solution suffisamment diluée pour que l’activité d’un soluté A i soit identifiée à a i = [A i ]/c
◦ avec c
◦ = 1 mol · L
−1
et [A i ] en mol · L
−1 . Dans ces conditions :
Q e =
[A
– ]/c
◦
· [H 3 O
+
]/c
◦
[HA]/c ◦ · 1
=
[A
– ][H 3 O
+
]
[AH]c ◦
L’activité a i d’un soluté A i (grandeur sans dimension) s’identifie en solution suffisamment diluée à a i = [A i ]/c
◦ avec c
◦ = 1 mol · L
−1 et [A i ] en mol · L
−1 . Sa valeur est alors
égale à celle de sa concentration [A i ] mesurée en mol · L
−1 . Par commodité d’écriture,
dans la suite nous ne ferons pas figurer c
◦ dans les expressions faisant intervenir les
activités des solutés et nous considérerons que les concentrations sont toutes exprimées
en mol · L
−1 .
On appelle constante d’acidité K a d’un couple AH/A
– la constante d’équilibre de la réaction :
AH(aq) + H 2 O(l) = A
– (aq) + H 3 O
+ (aq)
La condition d’équilibre s’écrit :
[A
– ][H 3 O
+ ]
[AH]
= K a
On définit aussi : pK a = − log K a .
Définition : Constante d’acidité
Quels sont les pouvoirs acido-basiques de l’eau ?
L’eau est une espèce amphotère ou un ampholyte, car elle est à la fois la base du couple
H 3 O
+
/H 2 O et l’acide du couple H 2 O/OH
– . Ces deux couples sont caractérisés par leur pK a .
Cas du couple H 3 O
+ /H 2 O :
La réaction entre l’acide H 3 O
+ et le solvant H 2 O est : H 3 O
+
(aq) + H 2 O(l) = H 2 O(l) + H 3 O
+
(aq).
À l’équilibre chimique Q e =
[H 3 O
+ ]
[H 3 O
+ ]
= 1.
On en déduit la constante d’acidité du couple H 3 O
+
/H 2 O : K a (H 3 O
+
/H 2 O) = 1 et pK a = 0.
Cas du couple H 2 O/OH
– :
La réaction entre l’acide H 2 O et le solvant H 2 O est : H 2 O(l) + H 2 O(l) = OH
– (aq) + H 3 O
+ (aq).
Cette réaction particulière dans laquelle il y a un échange de proton entre deux molécules d’eau
est appelée autoprotolyse de l’eau.
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