L’essentiel du cours 741
Nous voyons que pour pH = 2,6 nous sommes loin de la frontière dans le domaine de prédominance
de l’acide acétique. Celui-ci est donc largement prédominant et sa base conjuguée est en quantité
négligeable. Ce qui est confirmé par le calcul :
[CH 3 COO
– ]
[CH 3 COOH]
=
K a
[H 3 O
+
]
= 10
−pKa+pH = 10
(−4,8+2,6) = 10
−2,2
L’acide faible est dissocié à moins de 1%.
La connaissance du pH et du pK a nous permet ainsi de déterminer le rapport des concentrations
entre l’acide et la base d’un même couple.
Comment aller plus loin en déterminant les concentrations elles-mêmes ?
Pour réaliser une solution aqueuse d’un acide, on apporte une quantité de matière n d’acide AH
dans un volume V d’eau. Cet acide réagissant avec l’eau, la solution contient à l’équilibre l’acide
AH mais aussi sa base conjuguée A
– , de sorte que n = n AH + n A
– . Ainsi, la conservation de la
matière s’écrit, en raisonnant :
— pour un volume V de solution et en notant c = n/V la concentration en acide apporté :
(28.2)
c = [AH] + [A
– ] avec toujours
[A
– ]
[AH]
= 10
pH−pKa
— pour un nombre de moles n apporté et en notant x AH = n AH /n et x A
– = n A
– /n les titres
molaires en AH et en A
– :
(28.3)
1 = x AH + x A
– avec cette fois-ci
x A
–
x AH
= 10
pH−pKa
Les concentrations ou les titres molaires dépendent directement du pH, ce qui prend la forme d’un
nouveau diagramme : le diagramme de distribution.
Un diagramme de distribution pour un couple AH/A
– est un graphique donnant le titre
molaire (ou la concentration) de chacune des espèces constitutives du couple en fonction du
pH de la solution à l’équilibre chimique.
Définition : Diagramme de distribution
Tout ce qui précède, valable pour un monoacide AH (comme l’acide éthanoïque présent dans le vinaigre), est généralisable au cas d’un polyacide (comme l’acide oxalique
présent dans la rhubarbe noté AH 2 ). Il y aura alors autant de courbes au sein du
diagramme que d’espèces acido-basiques (par exemple AH 2 , AH
– et A
2– ).
Le diagramme de distribution vient compléter le diagramme de prédominance présenté précédemment. Deux exemples sont présentés ci-dessous.
Premier exemple : l’acide éthanoïque (figure 28.1)
Pour ce monoacide, le diagramme comporte deux courbes correspondant chacune à une des espèces
du couple. Nous retrouvons :
— la frontière entre les domaines de prédominance des deux espèces : pH = pK a lorsque
[A
– ] = [AH], à l’intersection des courbes de distribution des deux espèces du couple ;
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Nous voyons que pour pH = 2,6 nous sommes loin de la frontière dans le domaine de prédominance
de l’acide acétique. Celui-ci est donc largement prédominant et sa base conjuguée est en quantité
négligeable. Ce qui est confirmé par le calcul :
[CH 3 COO
– ]
[CH 3 COOH]
=
K a
[H 3 O
+
]
= 10
−pKa+pH = 10
(−4,8+2,6) = 10
−2,2
L’acide faible est dissocié à moins de 1%.
La connaissance du pH et du pK a nous permet ainsi de déterminer le rapport des concentrations
entre l’acide et la base d’un même couple.
Comment aller plus loin en déterminant les concentrations elles-mêmes ?
Pour réaliser une solution aqueuse d’un acide, on apporte une quantité de matière n d’acide AH
dans un volume V d’eau. Cet acide réagissant avec l’eau, la solution contient à l’équilibre l’acide
AH mais aussi sa base conjuguée A
– , de sorte que n = n AH + n A
– . Ainsi, la conservation de la
matière s’écrit, en raisonnant :
— pour un volume V de solution et en notant c = n/V la concentration en acide apporté :
(28.2)
c = [AH] + [A
– ] avec toujours
[A
– ]
[AH]
= 10
pH−pKa
— pour un nombre de moles n apporté et en notant x AH = n AH /n et x A
– = n A
– /n les titres
molaires en AH et en A
– :
(28.3)
1 = x AH + x A
– avec cette fois-ci
x A
–
x AH
= 10
pH−pKa
Les concentrations ou les titres molaires dépendent directement du pH, ce qui prend la forme d’un
nouveau diagramme : le diagramme de distribution.
Un diagramme de distribution pour un couple AH/A
– est un graphique donnant le titre
molaire (ou la concentration) de chacune des espèces constitutives du couple en fonction du
pH de la solution à l’équilibre chimique.
Définition : Diagramme de distribution
Tout ce qui précède, valable pour un monoacide AH (comme l’acide éthanoïque présent dans le vinaigre), est généralisable au cas d’un polyacide (comme l’acide oxalique
présent dans la rhubarbe noté AH 2 ). Il y aura alors autant de courbes au sein du
diagramme que d’espèces acido-basiques (par exemple AH 2 , AH
– et A
2– ).
Le diagramme de distribution vient compléter le diagramme de prédominance présenté précédemment. Deux exemples sont présentés ci-dessous.
Premier exemple : l’acide éthanoïque (figure 28.1)
Pour ce monoacide, le diagramme comporte deux courbes correspondant chacune à une des espèces
du couple. Nous retrouvons :
— la frontière entre les domaines de prédominance des deux espèces : pH = pK a lorsque
[A
– ] = [AH], à l’intersection des courbes de distribution des deux espèces du couple ;
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