Chapitre 7 • pH des solutions d'acides ou de bases. Tampons. Dosages pH-métriques
188
Dans les deux cas :
; la forme acide est majoritaire, l’acide est faiblement dissocié ;
l’hypothèse est validée.
Comparaison aux solutions des acides pris isolément. Pour chacun des acides seul présent à la
même concentration, le pH est donné par : pH = 1/2 (pK A – log c). Cela donne : pH = 2,46 pour
l’acide malique, et pH = 2,81 pour l’acide lactique. Or, avec un pH de 2,42, le mélange est à peine
plus acide que la solution d’acide malique seul. L’acide malique est donc le principal acidifiant,
l’acide lactique, un peu plus faible et un peu moins concentré, jouant un rôle acide mineur.
On comprend ainsi le rôle de la fermentation malolactique en vinification. Même si, dans les vins,
les concentrations des deux acides sont plus faibles que dans cet exercice, la fermentation, en
transformant partiellement l’acide malique en acide lactique, induit une désacidification. La
réduction de l’astringence qui en résulte rend le vin plus velouté …
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 7.3
z Comment calculer le pH d’un mélange de deux acides de force voisine, dans des conditions
où ils sont faiblement dissociés. Si les acides ne sont pas faiblement dissociés, [H 3 O + ] est
solution d’une équation du 3
e degré.
7.4* Quelles solutions contiennent ces flacons ?
a) hypochlorite de sodium : NaClO ⇒ base faible ClO
– à c = 0,1 mol.L
–1 ; pK A = 7,5.
pK A – log c = 7,5 – log 0,1 = 8,5 (< 12)
b) soude : NaOH ⇒ base forte OH
– à c = 10
–3 mol.L
–1 .
pH = 14 + log c = 14 + log 10
–3 = 11
c) hydrogénophosphate de sodium : Na 2 HPO 4 ⇒ amphotère HPO 4
2– à c = 0,1 mol.L
–1 .
pK A1 = 7,2 ; pK A2 = 12,4 (ces pK A sont ceux des 2
e et 3
e acidités de H 3 PO 4 ).
pH =
=
d) quinine ⇒ dibase faible à c = 10
–3 mol.L
–1 ; pK A1 = 4,13 ; pK A2 = 8,04.
Les pK A sont distants de plus de deux unités. Seule sera prise en compte la première basicité
correspondant à pK A2 .
pK A2 – log c = 8,04 – log 10 –3 = 11,04 (< 12)
[acide]
[base]
> 10
pH = 7 +
1
2
pK A +
1
2
logc = 7 +
7,5
2
+
1
2
log 0,1 = 10,25
1
2
pK A1 + pK A2
[
]
7,2 + 12,4
2
= 9,8
pH = 7 +
1
2
pK A2 +
1
2
logc = 7 +
8,04
2
+
1
2
log 10
-3
= 9,52
–
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Dans les deux cas :
; la forme acide est majoritaire, l’acide est faiblement dissocié ;
l’hypothèse est validée.
Comparaison aux solutions des acides pris isolément. Pour chacun des acides seul présent à la
même concentration, le pH est donné par : pH = 1/2 (pK A – log c). Cela donne : pH = 2,46 pour
l’acide malique, et pH = 2,81 pour l’acide lactique. Or, avec un pH de 2,42, le mélange est à peine
plus acide que la solution d’acide malique seul. L’acide malique est donc le principal acidifiant,
l’acide lactique, un peu plus faible et un peu moins concentré, jouant un rôle acide mineur.
On comprend ainsi le rôle de la fermentation malolactique en vinification. Même si, dans les vins,
les concentrations des deux acides sont plus faibles que dans cet exercice, la fermentation, en
transformant partiellement l’acide malique en acide lactique, induit une désacidification. La
réduction de l’astringence qui en résulte rend le vin plus velouté …
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 7.3
z Comment calculer le pH d’un mélange de deux acides de force voisine, dans des conditions
où ils sont faiblement dissociés. Si les acides ne sont pas faiblement dissociés, [H 3 O + ] est
solution d’une équation du 3
e degré.
7.4* Quelles solutions contiennent ces flacons ?
a) hypochlorite de sodium : NaClO ⇒ base faible ClO
– à c = 0,1 mol.L
–1 ; pK A = 7,5.
pK A – log c = 7,5 – log 0,1 = 8,5 (< 12)
b) soude : NaOH ⇒ base forte OH
– à c = 10
–3 mol.L
–1 .
pH = 14 + log c = 14 + log 10
–3 = 11
c) hydrogénophosphate de sodium : Na 2 HPO 4 ⇒ amphotère HPO 4
2– à c = 0,1 mol.L
–1 .
pK A1 = 7,2 ; pK A2 = 12,4 (ces pK A sont ceux des 2
e et 3
e acidités de H 3 PO 4 ).
pH =
=
d) quinine ⇒ dibase faible à c = 10
–3 mol.L
–1 ; pK A1 = 4,13 ; pK A2 = 8,04.
Les pK A sont distants de plus de deux unités. Seule sera prise en compte la première basicité
correspondant à pK A2 .
pK A2 – log c = 8,04 – log 10 –3 = 11,04 (< 12)
[acide]
[base]
> 10
pH = 7 +
1
2
pK A +
1
2
logc = 7 +
7,5
2
+
1
2
log 0,1 = 10,25
1
2
pK A1 + pK A2
[
]
7,2 + 12,4
2
= 9,8
pH = 7 +
1
2
pK A2 +
1
2
logc = 7 +
8,04
2
+
1
2
log 10
-3
= 9,52
–