Acide Base
Acide-base
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Dans ce résumé nous prendrons la définition simplifiée suivante:

Un acide est un donneur de H+, une base étant un accepteur de H+.

 Autoprotolyse de l'eau:  Suivant cette définition, l' eau de par sa structure peut donc se comporter aussi bien comme une base que comme un acide: elle est dite "ampholyte". L'autoprotolyse de l'eau consiste en un transfert d'un ion H+ d'une molécule d'eau à une autre.

 2 H2 H3O+  +  OH-

 Cette réaction se fait très faiblement de gauche à droite. Dans l'eau pure à 250C, la concentration en ions hydronium (H3O+) est de 10-7 M. Le produit ionique de l'eau donne donc:

[H3O+] . [HO-] = 10-14 M2

Concentration d'acide ou de base et pH 

Le pH ou potentiel d'hydrogène sera considéré ici comme un outil nous permettant de déterminer la concentration en acide ou en base d'une solution.

pH = - log [H3O+]

Par conséquent, le pH d'une eau pure de concentration en ions hydronium égale à 10-7 M est égal à 7

Voyons ce qui se passe dans une solution d'acide fort (HCl 10-1 M), autrement dit entièrement dissocié. La réaction se fait entièrement de gauche à droite.

HCl  +  H2O H3O+  +  Cl-

La concentration en ions  hydronium (H3O+) est donc de 10-1 M et le pH=1

Dans une solution de base forte NaOH 10-1 M, la dissociation est également complète.

NaOH Na+  +  OH-

[H3O+] = 10-14/[OH-] = 10-14/10-1 =10-13

 La concentration en ions  hydronium (H3O+) est donc de 10-13 M et le pH=13

La réaction entre un acide fort et une base forte est exothermique. Cette réaction en solution aqueuse est pratiquement totale selon l'équation suivante:

H3O+  +  OH-H2O

Les autres ions présents sont considérés comme des ions spectateurs et sont indifférents au déroulement de la réaction. Il est donc possible de calculer le pH du mélange en recherchant les concentrations des ions lorsque l'avancement de la réaction est maximale.

Dosage acide-base.

Pour doser un acide fort par une base forte, on fait réagir un volume d'acide connu avec une base forte de concentration connue et on suit l'évolution du pH au fur et à mesure de l'adjonction de base. Le graphique obtenu est reporté ci-dessous.

Par la méthode des tangentes (voir ci-dessus), on détermine le point d'équivalence. A cet endroit de la courbe, le nombre de OH- ajouté correspond au nombre de H3O+ présent dans la solution au départ. On peut donc calculer la concentration de l'acide en connaissant le volume de ce dernier.On peut faire de même lors du dosage d'un acide faible par une base forte. On remarquera cependant que la courbe obtenue possède 2 points d'inflexion. Le premier point d'inflexion donne le point de demi-équivalence qui permet de déterminer le pKa (log Ka) de l'acide et le deuxième point d'inflexion correspond au point d'équivalence.

Analyse d'une courbe de dosage acide faible-base forte:

Pour aller plus loin:

Solution tampon

Vitesse d'une réaction

Equilibre


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18-Jui-2005