15.4 Équilibres acidobasiques
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Généralisation de ce résultat : K a (1) et K a (2) étant les constantes d’acidité respectives des deux
couples 1 et 2 associés dans l’équation stœchiométrique globale (1), si K a (1) > K a (2) la constante
d’équilibre de la réaction globale est plus grande que 1 et l’équilibre évolue préférentiellement
dans le sens 1 : les espèces figurant au second membre de l’équation stœchiométrique (Base 1 et
Acide 2) sont les espèces dominantes. Par contre, les espèces figurant au premier membre
(Acide 1 et Base 2) sont dominantes si K a (1) < K a (2).
Les deux couples associés dans chacune des réactions proposées sont faciles à identifier, et leurs
constantes d’acidité se trouvent dans l’Annexe K.
En conclusion, le sens de réaction préférentiel est : a) Sens – 1 - b) Sens – 1 - c) Sens 1 -
d) Sens 1 - e) Sens – 1.
Exercice 15.4
Quelles sont les espèces, moléculaires ou ioniques, présentes dans les solutions aqueuses des composés suivants ? Peut-on dire a priori si ces solutions
sont neutres, acides ou basiques ?
a) Kl
b) NaNO 2
c) NH 4 CN
d) NH 4 NO 3
Solution
a) L’ion K ϩ ne peut évidemment ni céder, ni fixer un H ϩ ; c’est un ion indifférent (du point de
vue acidobasique).
L’ion I – peut avoir un comportement basique et participer à l’équilibre :
I – ϩ H 2 O
HI ϩ HO – .
Mais HI est un acide très fort (K a ϭ 3,2.10 9 ), et I – une base très faible, de sorte qu’à l’équilibre
il n’y a pratiquement pas de molécules HI dans la solution, qui reste neutre.
b) Na ϩ , comme K ϩ , est un ion indifférent.
NO 2
– peut avoir un comportement basique dans l’équilibre :
NO 2
– ϩ H 2 O
HNO 2 ϩ HO –
Comme HNO 2 , est un acide faible (K a ϭ 6,3.10 –4 ), faiblement dissocié, les ions NO 2
– sont effectivement transformés en molécules HNO 2 dans une proportion importante, et la production
simultanée d’ions HO – rend la solution basique.
La solution contient en définitive les espèces : H 2 O, H 3 O ϩ , HO – , Na ϩ , NO 2
– et HNO 2.
c) NH 4
ϩ est un acide faible (K a ϭ 5,7.10 –10 ) et CN – est la base conjuguée de l’acide faible HCN
(K a ϭ 6,0.10 –10 ). Il s’établit donc les deux équilibres :
NH 4
ϩ ϩ H 2 O
NH 3 ϩ H 3 O ϩ
et
CN – ϩ H 2 O
HCN ϩ HO –
Les ions qui résultent de la dissociation du soluté se trouvent en présence de molécules d’eau, ainsi que des ions H 3 O ϩ et HO – qui existent toujours dans l’eau par
suite de son autodissociation. Il faut examiner s’il existe des interactions de type
acidobasique entre certaines de ces espèces, et de quelle façon elles pourraient
modifier le rapport [H 3 O ϩ ]/[HO – ] dont dépend le caractère neutre, acide ou
basique de la solution. Plus précisément, il faut examiner si les ions du soluté
peuvent avoir un comportement acide ou basique.
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Généralisation de ce résultat : K a (1) et K a (2) étant les constantes d’acidité respectives des deux
couples 1 et 2 associés dans l’équation stœchiométrique globale (1), si K a (1) > K a (2) la constante
d’équilibre de la réaction globale est plus grande que 1 et l’équilibre évolue préférentiellement
dans le sens 1 : les espèces figurant au second membre de l’équation stœchiométrique (Base 1 et
Acide 2) sont les espèces dominantes. Par contre, les espèces figurant au premier membre
(Acide 1 et Base 2) sont dominantes si K a (1) < K a (2).
Les deux couples associés dans chacune des réactions proposées sont faciles à identifier, et leurs
constantes d’acidité se trouvent dans l’Annexe K.
En conclusion, le sens de réaction préférentiel est : a) Sens – 1 - b) Sens – 1 - c) Sens 1 -
d) Sens 1 - e) Sens – 1.
Exercice 15.4
Quelles sont les espèces, moléculaires ou ioniques, présentes dans les solutions aqueuses des composés suivants ? Peut-on dire a priori si ces solutions
sont neutres, acides ou basiques ?
a) Kl
b) NaNO 2
c) NH 4 CN
d) NH 4 NO 3
Solution
a) L’ion K ϩ ne peut évidemment ni céder, ni fixer un H ϩ ; c’est un ion indifférent (du point de
vue acidobasique).
L’ion I – peut avoir un comportement basique et participer à l’équilibre :
I – ϩ H 2 O
HI ϩ HO – .
Mais HI est un acide très fort (K a ϭ 3,2.10 9 ), et I – une base très faible, de sorte qu’à l’équilibre
il n’y a pratiquement pas de molécules HI dans la solution, qui reste neutre.
b) Na ϩ , comme K ϩ , est un ion indifférent.
NO 2
– peut avoir un comportement basique dans l’équilibre :
NO 2
– ϩ H 2 O
HNO 2 ϩ HO –
Comme HNO 2 , est un acide faible (K a ϭ 6,3.10 –4 ), faiblement dissocié, les ions NO 2
– sont effectivement transformés en molécules HNO 2 dans une proportion importante, et la production
simultanée d’ions HO – rend la solution basique.
La solution contient en définitive les espèces : H 2 O, H 3 O ϩ , HO – , Na ϩ , NO 2
– et HNO 2.
c) NH 4
ϩ est un acide faible (K a ϭ 5,7.10 –10 ) et CN – est la base conjuguée de l’acide faible HCN
(K a ϭ 6,0.10 –10 ). Il s’établit donc les deux équilibres :
NH 4
ϩ ϩ H 2 O
NH 3 ϩ H 3 O ϩ
et
CN – ϩ H 2 O
HCN ϩ HO –
Les ions qui résultent de la dissociation du soluté se trouvent en présence de molécules d’eau, ainsi que des ions H 3 O ϩ et HO – qui existent toujours dans l’eau par
suite de son autodissociation. Il faut examiner s’il existe des interactions de type
acidobasique entre certaines de ces espèces, et de quelle façon elles pourraient
modifier le rapport [H 3 O ϩ ]/[HO – ] dont dépend le caractère neutre, acide ou
basique de la solution. Plus précisément, il faut examiner si les ions du soluté
peuvent avoir un comportement acide ou basique.