Équilibres acide-base
Relations entre Ka, pKa, pH, bilans, tampons, titrage et prédominance.
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Repères essentiels
Définitions
Un acide de Brønsted cède un proton, une base de Brønsted le capte.
- Un couple acide/base conjugués ne diffère que par un proton.
- Ka mesure la tendance à céder un proton.
- ==pKa = -log Ka== relie la force acide à une échelle pratique.
Idée clé
Plus Ka est grand, plus pKa est petit, et plus l’acide est fort.
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Écrire et résoudre l’équilibre
Méthode
- 1
Identifier le couple acide/base présent.
- 2
Écrire le bilan de matière.
Bilans utiles
Bilan de matière
- Conserve les quantités de chaque espèce.
- Relie l’état initial et l’état final.
Électroneutralité
- Somme des charges positives égale la somme des charges négatives.
- Devient indispensable dans les systèmes fermés.
Approximation
- On suppose l’avancement faible devant la quantité initiale.
- !!L’approximation doit toujours être vérifiée après coup.
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Tampons
Composition et effet
| Situation | Effet sur le pH |
|---|---|
| Acide faible + base conjuguée | Le pH varie peu. |
| Ajout modéré d’acide | La base tampon le consomme. |
| Ajout modéré de base | L’acide tampon la consomme. |
Mémo
Le pH d’un tampon est proche de pKa quand les deux formes coexistent.
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Titrage
Lecture de la courbe
Exemple guidé
On dose un acide faible par une base forte. Que repère-t-on à l’équivalence ?
- La réaction est quantitative pendant le titrage.
- À l’équivalence, les réactifs sont introduits selon la stœchiométrie.
- L’espèce dominante change de part et d’autre du point.
Le point d’équivalence marque la proportion stœchiométrique atteinte.
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Prédominance
Règle de lecture
À cette frontière, les deux formes conjuguées sont en proportions égales.
Comparaison
Si pH < pKa
- La forme acide prédomine.
- La solution est plus protonée.
Si pH > pKa
- La base conjuguée prédomine.
- La solution est moins protonée.
Mini-défi
- Dire quelle forme domine si pH < pKa.
- Dire quel couple sert de tampon.
À retenir
- Ka, pKa et pH décrivent l’équilibre acide-base.
- Les bilans et l’approximation permettent le calcul.
- Les tampons limitent la variation de pH.
- Le titrage révèle l’équivalence et les espèces dominantes.