Établir le domaine de prédominance d’un couple acide/base

Merci !

Fiches
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Structure et transformation de la matière
Corpus - | Corpus - 1 Fiche
 
Établir le domaine de prédominance d’un couple acide/base

FB_Bac_98601_ChiT_S_029

29

65

4

Rappels de cours

1Notion d’équilibre chimique

 Dans certaines réactions chimiques, le réactif limitant ne disparaît pas totalement à l’état final : la transformation chimique atteint un équilibre lorsque la concentration des espèces présentes n’évolue plus.

 Cet équilibre traduit l’existence de deux transformations chimiques inverses l’une de l’autre et se produisant simultanément.

2Constante d’acidité Ka d’un couple acide/base et pKa

 L’état d’équilibre où les concentrations de l’acide et de sa base conjuguée n’évoluent plus se traduit par une constante propre à chaque couple acide/base, et qui ne dépend que de la température.

 Un couple acide/base faible est caractérisé par sa constante d’acidité grandeur sans dimension, définie par :

où [HA], [A] et [H3O+] sont les concentrations molaires à l’état final.

Ka caractérise l’équilibre : HA + H2O A+ H3O+.

 Le pKa d’un couple acide/base est défini par . Pour tout couple acide/base en solution aqueuse : .

 soit 

 Dans toute solution aqueuse, l’eau est en large excès, elle n’intervient pas dans l’expression de la constante d’acidité.

exemple Le couple acide éthanoïque/ion éthanoate à 25 °C

CH3COOH(aq)/CH3COO(aq) ; Ka= 1,6 × 10–5 soit pKa= 4,8 à 25 °C.

3Diagramme de prédominance d’un couple acide/base

 Une espèce X prédomine sur l’espèce Y dès que sa concentration est supérieure à celle de l’espèce Y : [X] > [Y].

 Le pKa d’un couple, HA(aq)/A(aq) est lié au pH de la solution par la relation :

Si et ont même concentration alors .

Si prédomine sur , soit [HA] > [A], alors .

Si prédomine sur , soit [A] > [HA], alors .

 Diagramme de prédominance


4« Force » d’un acide ou d’une base

 Pour un acide faible de concentration donnée, plus la valeur de Ka du couple est grande (et donc plus le pKa est faible), plus l’acide réagit avec l’eau, plus le pH est petit, plus l’acide est fort.

 Inversement, une base est d’autant plus forte que sa constante est petite et son est grand.

 Plus l’acide d’un couple est fort, plus sa base conjuguée est faible.

Méthode

Établir un diagramme de prédominance

L’acide acétylsalicylique ou aspirine C9H8O4, noté HA, est l’acide conjugué de l’ion acétylsalicylate C9H7 noté A. Le pKa de ce couple vaut 3,5 à 37 °C. À cette température le pH est égal à environ 1,5 dans l’estomac, 6,0 dans le duodénum et 7,4 dans le sang.

Quelle est l’espèce prédominante dans l’estomac, le duodénum et dans le sang ?

Solution

pKa= 3,5 alors si pH < 3,5 c’est HA qui prédomine et si pH > 3,5 alors c’est A qui prédomine.

Dans l’estomac, à pH = 1,5 (1,5 < pKa) c’est la forme acide HA qui prédomine, en revanche dans le sang et dans le duodénum c’est la base conjuguée A qui prédomine (pH > pKa).

>>