Formation STI2D

Les acides et les basesPour en savoir plus

04/03/2011

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Pour en savoir plusDomaines de prédominance

Exemple du couple HCO2H / HCO2- ; pKA = 3,8

HCO2H + H2O = HCO2- + H3O+

HHCO

OHHCO 3-

2

2

AK

HHCOHCO

log2

-2 ApKpH

Si pH = pKA

[HCO2-] = [HCO2H]

02

HHCOHCO

log2

-

Si pH < pKA

[HCO2-] < [HCO2H] : domaine de prédominance de la forme acide

soit

HHCOHCO

log2

-

AA pKpKpH 2 02

HHCOHCO

log2

-

Si pH > pKA

[HCO2-] > [HCO2H] : domaine de prédominance de la forme basique

soit

HHCOHCO

log2

-

AA pKpKpH 2 02

HHCOHCO

log2

-

pKA

3,8

pH

HCO2- prédomineHCO2H prédomine

[HCO2-] = [HCO2H]

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Pour en savoir plus Les indicateurs colorés

Un indicateur coloré acido-basique est constitué par les deux espèces conjuguées d’un couple acide-base noté : Hin / In- dont les deux couleurs sont différentes.

Lorsque [HIn] > 10.[In-] alors l’indicateur coloré prend la couleur de la forme acideCe qui est le cas pour pH < pHA - 1

Lorsque [In-] > 10. [HIn] alors l’indicateur coloré prend la couleur de la forme basiqueCe qui est le cas pour pH < pHA + 1

Entre les deux, la teinte de l’indicateur coloré est un mélange des deux couleurs

pKA pH

Couleur de la forme basique

Couleur de la forme acide

pKA + 1pKA - 1

Couleurs de bleu de bromothymol

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conjugués Acide

conjugués Baselog ApKpH

Formule utilisée

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Pour en savoir plusLes indicateurs colorés

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Pour en savoir plusSolution tampon

Une solution présente un effet tampon si son pH varie très peu :•Par addition de petites quantités d’acide ou de base•Par dilution

Une solution tampon , ayant un pouvoir tampon maximal, est constituée d’un mélange équimolaire d’un acide faible et de sa base conjuguée.

La solution tampon peut être réalisée en mélangeant directement l’acide faible et sa base conjuguée ou en mélangeant dans des proportions correctes (demi-équivalence : voir plus loin) un acide faible et une base forte ou une base faible et un acide fort. Dans ce cas, pH = pKA si l’acide n’est pas trop dilué

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Pour en savoir plusDosages

Doser une solution d’acide (ou de base) consiste à déterminer la concentration apportée d’acide (ou de base) dans cette solution.

La réaction support d’un titrage doit être rapide, totale et unique

A l’équivalence, les réactifs ont été versés dans les proportions stœchiométriques de l’équation de la réaction support du dosage.

L’équivalence peut être repérée par :•Le virage d’un indicateur coloré dont la zone de virage contient le pH à l’équivalence •La courbe pH-métrique en appliquant la méthode des tangentes ou avec la dérivée (maximum de la dérivée)•La courbe de conductivité : le point équivalent correspond au net changement de conductivité de la solution.

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Pour en savoir plusDosages Acide fort, base forte

Exemple : acide chlorhydrique (H3O+ + Cl-) de concentration CA inconnue par la soude

(Na+ + HO-) de concentration CB.

La réaction du dosage est alors : H3O+ + HO- = 2 H2O de constante K = 1/Ke

A l’équivalence, les réactifs ont été versés dans les proportions stœchiométriques donc : n0(H3O

+) = n(HO-)versé soit CA.VA = CB.VBE

A l’équivalence, il reste autant d’ions hydronium (oxonium) que d’ions hydroxyde donc pH = 7 à 25 °C

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Pour en savoir plusDosages Acide faible, base

forteLa réaction du dosage :CH3CO2H + HO- = CH3CO2

- + H2O : K = KA / Ke

A l’équivalence : n0(HA) = n(HO-)versé

soit CA.VA = CB.VBE.

A l’équivalence, l’acide HA a été entièrement consommé pour donner A-.

La réaction qui impose le pH est : A- + H2O = HA + HO- : K = KB = Ke/KA

C’est donc le pH d’une solution de base faible de concentration :

C = CA.VA / (VA + VBE) ;

pH > 7.

A la demi-équivalence (pour un volume d’acide versé égale à VB = VBE / 2), on

obtient un mélange équimolaire d’acide et de base conjuguée, donc une solution tampon de pH = pKA.

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Pour en savoir plusDosage Acide fort base faible

A l’équivalence : n0(A-) = n(H3O

+)versé

soit CB.VB = CA.VAE.

A l’équivalence, la base A- a été entièrement consommé pour donné HA. La réaction qui impose le pH est : HA + H2O = A- + H3O

+ : K = KA

C’est donc le pH d’une solution d’acide faible de concentration : C = CB.VB / (VAE + VB) ;

pH < 7.A la demi-équivalence (pour un volume d’acide versé égale à VA = VAE / 2), on

obtient un mélange équimolaire d’acide et de base conjuguée, donc une solution tampon de pH = pKA.

La réaction du dosage :CH3CO2

- + H3O+ = CH3CO2H + H2O K = 1 / KA

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Pour en savoir plusComparaison dosage acide fort - acide

faible

Acide fort Acide faible

Début courbe de dosage Presque droitÀ l’origine pH = - log c

Début arronditÀ l’origine pH > - log c

Demi-équivalenceVB = VBE / 2

Rien de spécial Point d’inflexionpH = pKA

EquivalenceVB = VBE

pH = 7 pH > 7

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Pour en savoir plusComparaison dosage base fort – base

faible

Base fort Base faible

Début courbe de dosage Presque droitÀ l’origine pH = pHe + log c

Début arronditÀ l’origine pH < pHe + log c

Demi-équivalenceVB = VBE / 2

Rien de spécial Point d’inflexionpH = pKA

EquivalenceVB = VBE

pH = 7 pH < 7

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