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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 399 — #407
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ÉTAT FINAL D’ÉQUILIBRE : AMPHOLYTES, MÉLANGES
L’équilibre de contrôle engageant l’échange de H + entre l’acide le plus fort introduit et la
base la plus forte introduite est :
AH + A
−
=
A
−
+ AH
K
◦
T = 1
Il ne modifie pas les concentrations, de sorte que les concentrations en espèces AH et A − à
l’équilibre se confondent avec les concentrations initiales. Le pH mesuré par un pH-mètre
trempé dans la solution s’exprime simplement par :
pH = pK A + log
c 0,2
c 0,1
.
Ce résultat est valable pour des acides AH et des bases A − engagés dans des couples
dont le pK A n’est ni trop faible, ni trop élevé (en pratique compris entre 3 et 11). En
fait, si l’acide est trop fort (engagé dans un couple de pK A inférieur à 3) l’équilibre
de contrôle proposé est en compétition avec l’action de l’acide AH sur l’eau. Si la
base est trop forte (engagée dans un couple de pK A supérieur à 11) l’équilibre de
contrôle proposé est en compétition avec l’action de la base A − sur l’eau. Ce type
de situation dépasse le cadre de notre propos.
4.3 Mélange acide faible/base non conjuguée
Deux cas de figures peuvent se présenter : une échelle d’acidité étant tracée, si la réaction
prépondérante envisagée est une réaction prépondérante quantitative il faut en tenir compte et
aboutir à la disparition du réactif limitant. Sur le nouveau système (solution équivalente), un
nouveau choix de réaction prépondérante est effectué, et ce, jusqu’à rencontrer un équilibre
de contrôle correspondant à l’une des situations précédemment évoquées. Si la réaction prépondérante envisagée entre acide et base non conjuguée est déjà un équilibre de contrôle,
un calcul du produit des constantes d’acidité est nécessaire. Envisageons le mélange d’un
acide A 2 H et de la base A
−
1 (aux concentrations initiales respectives c 0,2 et c 0,1 ). Les pK A des
couples engagés sont notés pK A1 (pour le couple A 1 H/A
−
1 ) et pK A2 (pour le couple A 2 H/A
−
2 ).
Le positionnement des couples sur une échelle d’acidité est présenté à la figure 7.11.
pK A
acides de plus en plus forts
bases de plus en plus fortes
A 1
−
pK A1
pK A2
A 1 H
A 2 H
A 2
−
FIGURE 7.11 – Classement des espeèces
La solution est le siège de l’équilibre de contrôle de constante d’équilibre K ◦
T :
A
−
1
+ A 2 H
=
A 1 H + A
−
2
K
◦
T =
K A2
K A1
< 1
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ÉTAT FINAL D’ÉQUILIBRE : AMPHOLYTES, MÉLANGES
L’équilibre de contrôle engageant l’échange de H + entre l’acide le plus fort introduit et la
base la plus forte introduite est :
AH + A
−
=
A
−
+ AH
K
◦
T = 1
Il ne modifie pas les concentrations, de sorte que les concentrations en espèces AH et A − à
l’équilibre se confondent avec les concentrations initiales. Le pH mesuré par un pH-mètre
trempé dans la solution s’exprime simplement par :
pH = pK A + log
c 0,2
c 0,1
.
Ce résultat est valable pour des acides AH et des bases A − engagés dans des couples
dont le pK A n’est ni trop faible, ni trop élevé (en pratique compris entre 3 et 11). En
fait, si l’acide est trop fort (engagé dans un couple de pK A inférieur à 3) l’équilibre
de contrôle proposé est en compétition avec l’action de l’acide AH sur l’eau. Si la
base est trop forte (engagée dans un couple de pK A supérieur à 11) l’équilibre de
contrôle proposé est en compétition avec l’action de la base A − sur l’eau. Ce type
de situation dépasse le cadre de notre propos.
4.3 Mélange acide faible/base non conjuguée
Deux cas de figures peuvent se présenter : une échelle d’acidité étant tracée, si la réaction
prépondérante envisagée est une réaction prépondérante quantitative il faut en tenir compte et
aboutir à la disparition du réactif limitant. Sur le nouveau système (solution équivalente), un
nouveau choix de réaction prépondérante est effectué, et ce, jusqu’à rencontrer un équilibre
de contrôle correspondant à l’une des situations précédemment évoquées. Si la réaction prépondérante envisagée entre acide et base non conjuguée est déjà un équilibre de contrôle,
un calcul du produit des constantes d’acidité est nécessaire. Envisageons le mélange d’un
acide A 2 H et de la base A
−
1 (aux concentrations initiales respectives c 0,2 et c 0,1 ). Les pK A des
couples engagés sont notés pK A1 (pour le couple A 1 H/A
−
1 ) et pK A2 (pour le couple A 2 H/A
−
2 ).
Le positionnement des couples sur une échelle d’acidité est présenté à la figure 7.11.
pK A
acides de plus en plus forts
bases de plus en plus fortes
A 1
−
pK A1
pK A2
A 1 H
A 2 H
A 2
−
FIGURE 7.11 – Classement des espeèces
La solution est le siège de l’équilibre de contrôle de constante d’équilibre K ◦
T :
A
−
1
+ A 2 H
=
A 1 H + A
−
2
K
◦
T =
K A2
K A1
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