Transformations acido-basiques et pH

Les notions à connaître

Acide de Brønsted

Espèce chimique capable de céder un proton H⁺ à une autre espèce.

Base de Brønsted

Espèce chimique capable de capter un proton H⁺.

Couple $acide/base$

Paire $AH/A$⁻ liée par la demi-équation : AH = A⁻ + H⁺.

pH

Grandeur sans unité mesurant l'acidité d'une solution aqueuse, liée à la concentration en ions oxonium.

pKa

Constante caractéristique d'un couple $acide/base$ dans l'eau : pKa = -log(Ka). Plus le pKa est petit, plus l'acide est fort.

Solution tampon

Solution dont le pH varie peu lors d'un ajout modéré d'acide, de base ou lors d'une dilution. Elle contient un acide faible et sa base conjuguée en quantités voisines.

Les erreurs à éviter en physique-chimie

• ✗ Écrire pH = -log(c) pour un acide faible.

  ✓ pH = -log(c) n'est valable que pour un acide FORT. Pour un acide faible, il faut utiliser un tableau d'avancement et la relation avec Ka.

• ✗ Confondre pKa et pH.

  ✓ Le pKa est une constante du couple (fixée à T donnée). Le pH dépend de la composition de la solution.

• ✗ Oublier que le pH est défini uniquement en solution aqueuse.

  ✓ Le pH n'a de sens que dans l'eau. On ne parle pas de pH d'un acide pur.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Quel est le pH d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration $c = 1{,}0 \times 10^{-3}\;\text{mol/L}$ ?
2. Un acide $\text{HA}$ a un $\text{p}K_a = 4{,}8$. Quel est son acide conjugué et sa base conjuguée ?
3. L'eau pure à 25 °C a un produit ionique $K_e = 10^{-14}$. Quelle est la concentration en ions hydroxyde $[\text{HO}^-]$ dans une solution de pH = 4,0 ?
4. On mélange un volume $V_a = 20{,}0\;\text{mL}$ d'acide éthanoïque à $c_a = 0{,}10\;\text{mol/L}$ avec $V_b = 10{,}0\;\text{mL}$ de soude à $c_b = 0{,}10\;\text{mol/L}$. La solution obtenue est :
5. Le taux d'avancement final d'une réaction entre un acide faible et l'eau est $\tau = 0{,}02$. Cela signifie que :