6.4. Forces des acides et des bases dans l’eau
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Échelle d’acido-basicité
Les valeurs de pK A servent à comparer, soit les acides faibles entre eux, soit les bases faibles entre elles.
Un acide « faible » est d’autant plus fort que sa déprotonation est probable, c’est-à-dire que sa
constante d’acidité K A est élevée et que son pK A est proche de 0. Inversement, plus le pK A d’un
acide « faible » est élevé et proche de 14, plus ce dernier est faible.
Exemple 6.1
Sachant que pK A (CCl 3 COOH/CCl 3 COO
–
) = 0,7 et que pK A (CH 3 COOH /CH 3 COO
–
) = 4,75, l’acide
trichloréthanoïque CCl 3 COOH est plus fort que l’acide éthanoïque CH 3 COOH.
Une base « faible » est d’autant plus forte que sa protonation est probable, c’est-à-dire que sa
constante de basicité K B est élevée et son pK B proche de 0 ; le pK A du couple acide/base est
alors proche de 14 (pK A = 14 – pK B ).
Exemple 6.2
Sachant que pK A (C 2 H 5 NH 3
+
/C 2 H 5 NH 2 ) = 10,8 et que pK A (NH 4
+
/NH 3 ) = 9,2, C 2 H 5 NH 2 est une
base plus forte que NH 3 . Cela est confirmé par les valeurs des K B ; pour C 2 H 5 NH 2 , pK B = 3,2,
soit K B = 6,3.10
–4
; pour NH 3 , pK B = 4,8, soit K B = 1,6.10
–5
(valeur inférieure à 6,3.10
–4
).
Quant aux polyacides et aux polybases, leurs formes successives sont toujours de plus en plus
faibles.
Exemple 6.3
Les pK A successifs croissants des formes de l’acide phosphorique :
pK A1 = 2,1 ; pK A2 = 7,2 ; pK A3 = 12,4
montrent que : (i) les acides successifs : H 3 PO 4 ; H 2 PO 4
–
; HPO 4
2–
sont de plus en plus faibles ;
(ii) les bases successives PO 4
3– ; HPO 4
2– ; H 2 PO 4
– sont de plus en plus faibles (tableau 6.1).
L’ensemble des couples acide/base sont classés en fonction de leur pK A (annexe 1). Les couples
qui bornent l’échelle d’acido-basicité dans l’eau sont les couples H 3 O + /H 2 O (pK A = 0) et
H 2 O/OH – (pK A = 14). Tous les pK A sont ainsi compris entre 0 et 14.
Tableau 6.1
Équilibres traduisant les acidités successives de l’acide phosphorique H 3 PO 4 et les basicités
successives de l’ion phosphate PO 4
3– .
H 3 PO 4 est un triacide
PO 4
3– est une tribase
H 3 PO 4 + H 2 O
H 3 O
+ + H 2 PO 4
–
PO 4
3– + H 2 O
OH
– + HPO 4
2–
H 2 PO 4
– + H 2 O
H 3 O
+ + HPO 4
2– HPO 4
2– + H 2 O
OH
– + H 2 PO 4
–
HPO 4
2– + H 2 O
H 3 O
+ + PO 4
3–
H 2 PO 4
– + H 2 O
OH
– + H 3 PO 4
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Échelle d’acido-basicité
Les valeurs de pK A servent à comparer, soit les acides faibles entre eux, soit les bases faibles entre elles.
Un acide « faible » est d’autant plus fort que sa déprotonation est probable, c’est-à-dire que sa
constante d’acidité K A est élevée et que son pK A est proche de 0. Inversement, plus le pK A d’un
acide « faible » est élevé et proche de 14, plus ce dernier est faible.
Exemple 6.1
Sachant que pK A (CCl 3 COOH/CCl 3 COO
–
) = 0,7 et que pK A (CH 3 COOH /CH 3 COO
–
) = 4,75, l’acide
trichloréthanoïque CCl 3 COOH est plus fort que l’acide éthanoïque CH 3 COOH.
Une base « faible » est d’autant plus forte que sa protonation est probable, c’est-à-dire que sa
constante de basicité K B est élevée et son pK B proche de 0 ; le pK A du couple acide/base est
alors proche de 14 (pK A = 14 – pK B ).
Exemple 6.2
Sachant que pK A (C 2 H 5 NH 3
+
/C 2 H 5 NH 2 ) = 10,8 et que pK A (NH 4
+
/NH 3 ) = 9,2, C 2 H 5 NH 2 est une
base plus forte que NH 3 . Cela est confirmé par les valeurs des K B ; pour C 2 H 5 NH 2 , pK B = 3,2,
soit K B = 6,3.10
–4
; pour NH 3 , pK B = 4,8, soit K B = 1,6.10
–5
(valeur inférieure à 6,3.10
–4
).
Quant aux polyacides et aux polybases, leurs formes successives sont toujours de plus en plus
faibles.
Exemple 6.3
Les pK A successifs croissants des formes de l’acide phosphorique :
pK A1 = 2,1 ; pK A2 = 7,2 ; pK A3 = 12,4
montrent que : (i) les acides successifs : H 3 PO 4 ; H 2 PO 4
–
; HPO 4
2–
sont de plus en plus faibles ;
(ii) les bases successives PO 4
3– ; HPO 4
2– ; H 2 PO 4
– sont de plus en plus faibles (tableau 6.1).
L’ensemble des couples acide/base sont classés en fonction de leur pK A (annexe 1). Les couples
qui bornent l’échelle d’acido-basicité dans l’eau sont les couples H 3 O + /H 2 O (pK A = 0) et
H 2 O/OH – (pK A = 14). Tous les pK A sont ainsi compris entre 0 et 14.
Tableau 6.1
Équilibres traduisant les acidités successives de l’acide phosphorique H 3 PO 4 et les basicités
successives de l’ion phosphate PO 4
3– .
H 3 PO 4 est un triacide
PO 4
3– est une tribase
H 3 PO 4 + H 2 O
H 3 O
+ + H 2 PO 4
–
PO 4
3– + H 2 O
OH
– + HPO 4
2–
H 2 PO 4
– + H 2 O
H 3 O
+ + HPO 4
2– HPO 4
2– + H 2 O
OH
– + H 2 PO 4
–
HPO 4
2– + H 2 O
H 3 O
+ + PO 4
3–
H 2 PO 4
– + H 2 O
OH
– + H 3 PO 4