Chapitre 6 • Acides et bases en solution aqueuse. pH, K A et pK A
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Ce qu’il faut retenir de l’exercice 6.8
La conductimétrie est une méthode d’autant mieux adaptée à la détermination d’un pK A que
les mesures sont réalisées dans des conditions proches de l’idéalité.
6.9** Que devient une eau pure laissée à l’air libre ?
a) La dissolution du dioxyde de carbone dans l’eau est accompagnée de la déprotonation de
l’acide carbonique (CO 2 ,H 2 O) selon :
(CO 2 ,H 2 O) + H 2 O
H 3 O
+ + HCO 3
–
L’augmentation de conductivité et l’acidification de l’eau observées sont donc qualitativement
compatibles avec la dissolution de CO 2 : apparition d’ions, dont H 3 O + .
Contrôlons maintenant que les données quantitatives sont compatibles avec cette hypothèse.
Commençons par remarquer que les ions H 3 O
+ dus à l’acide carbonique font rétrograder
l’autoprotolyse de l’eau. De ce fait, la contribution des ions H 3 O
+ et OH
– générés par
l’autoprotolyse à la conductivité devient inférieure à 5,48.10
–6 S.m
–1 , ce qui est négligeable
devant
1,25.10
–4 S.m
–1
. La quantité des ions H 3 O
+ et OH
– générés par l’autoprotolyse
peut donc être ignorée dans la suite de l’exercice.
De la valeur : pH = 5,5, on déduit :
[H 3 O
+ ] = [HCO 3
– ] = 10
–5,5
ou
[H 3 O
+
] = [HCO 3
– ] = 3,16.10
–6 mol.L
–1 = 3,16.10
–6
× 10
3 mol.m
–3
Si la conductivité est due aux ions H 3 O
+ et HCO 3
– , elle s’exprime par :
La concentration des ions H 3 O
+ et HCO 3
– étant faible, on admettra que : λ ≈ λ
0 . Sachant que :
λ 0 (H 3 O
+ ) = 34,98.10
–3 S.m
2 .mol
–1 et λ
0 (HCO 3
– ) = 4,45.10
–3 S.m
2 .mol
–1
σ = (34,98.10
–3
× 3,16.10
–6
× 10
3 ) + (4,45.10
–3
× 3,16.10
–6
× 10
3 )
σ ≈ 1,25.10
–4 S.m
–1
Cette valeur est identique à la valeur mesurée.
L’hypothèse de dissolution du dioxyde de carbone est donc vérifiée.
b) Les quantités de matière exprimées avec le cœfficient de dissociation sont :
(CO 2 ,H 2 O) + H 2 O
H 3 O
+ + HCO 3
–
c (1–α)
c α
c α
σ = λ H 3 O + [H 3 O
+ ] + λ HCO 3
− [HCO 3
− ]