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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Il s’agit d’une réaction acide-base où l’acide HA réagit avec une base, H 2 O, pour
donner la base conjuguée de l’acide, A
– , et l’acide conjugué de la base, l’ion H 3 O
+
.
Le proton hydraté, H 3 O
+
, est appelé l’ion hydronium.
La dissociation de l’eau a été mise en évidence par des mesures de conductivité
électrique de l’eau pure. L’anglais Henry CAVENDISH, avait remarqué que la
conductivité de l’eau était fortement augmentée si on dissolvait du sel dans celle-ci.
Mais, c’est à Svante ARRHENIUS que nous devons la théorie de la dissociation des
ions en phase aqueuse et l’interprétation de ces mesures de conductivité électrique.
Selon sa théorie, un courant électrique est transmis à travers une solution aqueuse
parce que les sels se dissocient en ions de charges opposées et se déplacent dans la
solution, transportant ainsi les charges électriques. Ainsi, une charge électrique est
transférée à travers une solution parce que les cations sont attirés par la cathode et
se déplace d’une région entourant l’anode vers une région entourant la cathode, et
de la même manière, les anions sont attirés par l’anode et se déplacent d’une région
entourant la cathode vers une région entourant l’anode. Si l’eau pure ne contenait
pas d’ions, cette conductivité électrique serait nulle. Quand de l’eau, la plus pure
possible, est préparée par des distillations successives, la conductivité électrique
approche une valeur limite qui est environ égale à celle d’une solution d’acide
chlorhydrique 1 × 10
–7 M. Ainsi l’eau pure ne contient pas simplement des molécules de H 2 O mais elle contient également des ions hydronium à une concentration
de 1 × 10
–7 moles par litre (à 25°C) et des ions hydroxyde à la même concentration.
L’eau est une molécule amphiprotique, c’est-à-dire une substance capable à la fois
de donner et d’accepter un proton, qui agit donc simultanément comme un acide et
comme une base. L’eau pure a donc la propriété de se dissocier en ions hydronium,
H 3 O
+
, et hydroxyde, OH
– (éq. [8.4]). C’est un exemple d’autoprotolyse puisque
c’est une molécule d’eau qui, agissant comme un acide, fournit un proton à une
autre molécule d’eau, agissant comme une base qui fixe le proton :
H 2 O + H 2 O
H 3 O
+ + HO
–
[8.4]
Bien que ce soit l’ion hydronium, H 3 O
+
, qui soit présent dans l’eau et qui confère à
celle-ci ses propriétés acides, il est habituel d’utiliser le symbole H
+ à la place de
H 3 O
+ et de parler d’ion hydrogène plutôt que d’ion hydronium, une pratique que
nous suivrons dans la suite de notre manuel. L’activité de l’ion hydrogène joue un
rôle central dans de nombreux processus biologiques et sa valeur varie sur une
large gamme. Cette large gamme de valeurs justifie l’utilisation d’une échelle
logarithmique, l’échelle de pH. Ainsi plutôt que d’utiliser l’activité de l’ion
hydrogène, il est habituel d’utiliser le pH, qui est définit comme « moins le
logarithme décimal de l’activité de l’ion hydrogène ».
pH
a H
=
+
–[
]
log
[8.5]
Il faut noter que, pour des solutions très diluées, l’activité peut être assimilée à la
concentration et donc par souci de simplification, le pH est défini dans la plupart
des manuels de biochimie en terme de concentration d’ion d’hydrogène :
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Il s’agit d’une réaction acide-base où l’acide HA réagit avec une base, H 2 O, pour
donner la base conjuguée de l’acide, A
– , et l’acide conjugué de la base, l’ion H 3 O
+
.
Le proton hydraté, H 3 O
+
, est appelé l’ion hydronium.
La dissociation de l’eau a été mise en évidence par des mesures de conductivité
électrique de l’eau pure. L’anglais Henry CAVENDISH, avait remarqué que la
conductivité de l’eau était fortement augmentée si on dissolvait du sel dans celle-ci.
Mais, c’est à Svante ARRHENIUS que nous devons la théorie de la dissociation des
ions en phase aqueuse et l’interprétation de ces mesures de conductivité électrique.
Selon sa théorie, un courant électrique est transmis à travers une solution aqueuse
parce que les sels se dissocient en ions de charges opposées et se déplacent dans la
solution, transportant ainsi les charges électriques. Ainsi, une charge électrique est
transférée à travers une solution parce que les cations sont attirés par la cathode et
se déplace d’une région entourant l’anode vers une région entourant la cathode, et
de la même manière, les anions sont attirés par l’anode et se déplacent d’une région
entourant la cathode vers une région entourant l’anode. Si l’eau pure ne contenait
pas d’ions, cette conductivité électrique serait nulle. Quand de l’eau, la plus pure
possible, est préparée par des distillations successives, la conductivité électrique
approche une valeur limite qui est environ égale à celle d’une solution d’acide
chlorhydrique 1 × 10
–7 M. Ainsi l’eau pure ne contient pas simplement des molécules de H 2 O mais elle contient également des ions hydronium à une concentration
de 1 × 10
–7 moles par litre (à 25°C) et des ions hydroxyde à la même concentration.
L’eau est une molécule amphiprotique, c’est-à-dire une substance capable à la fois
de donner et d’accepter un proton, qui agit donc simultanément comme un acide et
comme une base. L’eau pure a donc la propriété de se dissocier en ions hydronium,
H 3 O
+
, et hydroxyde, OH
– (éq. [8.4]). C’est un exemple d’autoprotolyse puisque
c’est une molécule d’eau qui, agissant comme un acide, fournit un proton à une
autre molécule d’eau, agissant comme une base qui fixe le proton :
H 2 O + H 2 O
H 3 O
+ + HO
–
[8.4]
Bien que ce soit l’ion hydronium, H 3 O
+
, qui soit présent dans l’eau et qui confère à
celle-ci ses propriétés acides, il est habituel d’utiliser le symbole H
+ à la place de
H 3 O
+ et de parler d’ion hydrogène plutôt que d’ion hydronium, une pratique que
nous suivrons dans la suite de notre manuel. L’activité de l’ion hydrogène joue un
rôle central dans de nombreux processus biologiques et sa valeur varie sur une
large gamme. Cette large gamme de valeurs justifie l’utilisation d’une échelle
logarithmique, l’échelle de pH. Ainsi plutôt que d’utiliser l’activité de l’ion
hydrogène, il est habituel d’utiliser le pH, qui est définit comme « moins le
logarithme décimal de l’activité de l’ion hydrogène ».
pH
a H
=
+
–[
]
log
[8.5]
Il faut noter que, pour des solutions très diluées, l’activité peut être assimilée à la
concentration et donc par souci de simplification, le pH est défini dans la plupart
des manuels de biochimie en terme de concentration d’ion d’hydrogène :