Cours Chimie - Série ES: Équilibres acidobasiques
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Nº : 37002
Fiche Cours
CHIMIE
Série S
Thème : équilibre chimique et Évolution d’un système chimique ; AcidobasicitÉ
Fiche 2 : équilibres acidobasiques
Plan de la fiche
I - Définitions
II - Méthodologie
I - Définitions
• Echelle depH:une solution aqueuse dontpH = 7est dite neutre car sonpHcorrespond à celui de l’eau pure ; une solution
aqueuse dontpH < 7une solution aqueuse dontest dite acide ;pH > 7est dite basique.
Fig.1.1
• Autoprotolyse de l’eau :dans toute solution aqueuse, il existe au moins un équilibre appelé autoprotolyse de l’eau qui résulte
de la réaction acide base entre les couples de l’eau.
–
H O/ HO
2 (l)(aq)
H O/ H O
+
3 (aq)2 (l)
H O= HO+ H
– +
2 (l)(aq)
+ +
H O+ H= H O
2 (l)3 (aq)
____________________
– +
2 H O= HO+ H O
2 (l)(aq) 3(aq)
Ecrit dans l’autre sens,= 2 H O+ HOH Oparle de neutralisation., on
+ –
3 (aq)(aq) 2(l)
• Produit ionique de l’eau :notée exclusivementconstante d’équilibre de l’autoprotolyse de l’eau,K.
e
Alors[HO ] · [H O ]pK =K =– log Kou10K =
– +–pKe
e 3e e e
A 298 K (25°C) K= 1,00 · 10etpK =14,0.
-14
e e
• Constante d’acidité d’un couple acide baseA/B, K:constante d’équilibre de la réaction entre l’acideAet l’eau :
A
+
A +H O= B+ H O, K=
(aq) 2(l) (aq) 3(aq) A
et
ou
• Diagramme de prédominance :à partir de la définition précédente,on écrit :
donc
sipH = pKalors
A
et[A] = [B]
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1
Nº : 37002
sipH < pKalors
A
Fiche Cours
donc[A] > [B]
CHIMIE
SipH < pKon dit que l’acide du couple prédomine en solution
A
SipH > pKalors
A
donc[A] < [B]
SipH > pKon dit que la base du couple prédomine en solution
A
Fig. 1.2
Série S
• Constante d’équilibre de la réactionA/Bentre deux couples :soient deux couplesA /BetA /B, dont lesconstantes
1 12 2
d’acidité sont respectivementKetKon peut écrire une réaction acide base entre ces deux, alors
A1 A2
couples commeB =A +AB +dont la constante d’équilibre est
1 2 1 2
par[H O ], celane modifie pas l’égalité,
+
3
d’où l’on déduit que pourA +B =B +A,
1 2 1 2
retrouver.
II - Méthodologie
Si on multiplie au numérateur et dénominateur
Ce résultat n’est pas à connaître par cœur, il faut savoir le
• Connaissant l’un des trois parmipH, [H O ], [HO ], retrouverles deux autres
+ –
3
L’autoprotolyse de l’eau existe quelle que soit la solution, qu’elle soit acide, neutre ou basique.Ainsi dans toute solution, on peut
+ –
écrire,[H O ] · [HO ] = K .
3 e
Alors ou
-pH
Et pH = – log[H O ]ou[H O ]= 10
+ +
3 3
-3 -1-4 -1
–
Dans une solution d’ammoniac de concentration en soluté apportéc = 2,00·10mol·L, ontrouve que[HO ]= 1,78·10mol·L
à298 K.
Alors
-11
etpH =– log 5,�2·10= 10,3
• Connaissant lepH et la concentration d’une solution d’acide, calculerxetτpour la réaction de cet acide avec
f
l’eau
Soit un couple acide base ; une solution deAde concentration en soluté apportéca un certainpHconnu. Laquantité d’acide
0
dissoute estVc ·n =oùVest le volume de la solution.
0 0
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Nº : 37002
Etat
initial
final
de réaction totale
Fiche Cours
CHIMIE
A
n
0
n –x
0 f
n –x =0
0 max
H O
2
solvant
solvant
solvant
B
0
x
f
x
max
Série S
H O
+
3
0
x
f
x
max
Avancement
0
x
f
x =n
max 0
+ –pH–pH
On en déduit queet comme[H O ] = 10et quepHest connu, alors.x =V · 10Et puisquexmax = n= c· Vet
3 f0 0
alorsCe résultat doit toujours être redémontré avant d’être utilisé car il ne s’applique que dans le
cas d’un acide dans l’eau.
–3 –1
Dans une solution de chlorure d’ammonium,de concentration en soluté apporté, pH = 5,95.c =2,00·10 mol·LLe volume de
0
–3 –5,95–7 –1
solution estV = 150 mL.Alors150·10 ×10 =x =1,�8·10 mol·L
f
et
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