Force des acides et des bases

I. Force des acides

La force d'un acide est la tendance qu'a celui-ci � c�der un H⁺ (proton) � l'eau. Elle se d�termine sous la forme d'une constante d'�quilibre particuli�re, K_a. L'acide peut c�der plus ou moins facilement son proton ; il est plus ou moins fort.

Si un acide est tr�s fort, il c�de tr�s facilement un proton, sa base conjugu�e sera alors tr�s faible (HCl et Cl^-). 

Dans un couple acide-base, si l'acide est fort, la base est faible et inversement

D�termination de la formule de la constante d'acidit� :

 

D�terminer la constante d'acidit� de l'acide benzo�que sachant que la concentration en ions [H+] est de 0,0002 mol.L-1 la concentration initiale de l'acide est 0,005 mol.L-1  = Cinitiale Technique de r�solution : 1. Ecriture de l'�quation C6H5COOH D C6H5COO- + H3O+ 2. Ecriture de la constante d'acidit� [C6H5COO- ].[H3O+] / [C6H5COOH] 3. Bilan de la r�action   C6H5COOH  D C6H5COO- +   H3O+ Avant r�action : Cinitiale  D 0 + 0 A l��quilibre : Cinitiale �x  D x   + x   4. R��criture des donn�es calcul�es dans la constante 5. Calcul de la constante Ka =

II. Force des bases

La force d'une base est la tendance de celle-ci � capter un ion H⁺, un proton � l'eau.

 

D�termination de la formule de la constante K_b :

 

III. Relation entre K_a et K_b

D�monstration

Soit le couple acido-basique HF/F-
	�criture de la demi-�quation pour l'acide,
	sa constante d'acidit� s'exprime sous forme d'une constante d'�quilibre.
	�criture de la demi-�quation pour la base conjugu�e,
	sa constante de basicit� s'exprime sous forme d'une constante d'�quilibre.
	L'on �crit le produit de ses constantes obtenues.
	Simplifications.
	Le produit de la constante d'acidit� et de basicit� d'un couple acido-basique est �gale au produit des concentrations en ions H3O+ et OH-.
	Ce produit d'ions est aussi �gal � la constante du produit ionique de l'eau Kw, qui vaut 10-14.
et	L'on peut ensuite exprimer la relation liant les constantes.

Les constantes K_a et K_b �voluent entre des valeurs allant de 10¹⁰ � 10^-20, ainsi comme pour le pH, il existe une fa�on de r�duire l'�chelle, pour pouvoir comparer plus facilement les valeurs entre elles ou pour faciliter les calculs. Il s'agit des notions de _PK_a et _PK_b^.  

_PK_a = - log K_{a ;    P}K_b = - log K_b

IV. Acides forts, faibles ou de forces nulles

Pour les compos�s dont la valeur de K_a est sup�rieure � 55,5, l'on peut consid�rer que la r�action est compl�te dans le sens de l'acide et impossible dans celui de la base. L'acide est fort et la base conjugu�e est de force nulle.

Pour les compos�s dont la valeur de K_a est comprise entre 55,5 et plus grande que 1,8.10^-16, l'on peut consid�rer que la r�action aboutit � un �tat d'�quilibre. Ces compos�s sont des acides et bases faibles.

Pour les compos�s dont la valeur de K_a est �gale ou inf�rieure � 1,8.^10-16, l'acide est de force nulle (r�action impossible) et la base forte (r�action compl�te).

V. R�le nivelant de l'eau ( ne concerne que les acides forts : K_a < 55,5!)

Des acides forts aux forces diff�rentes sont rendus de m�me niveau de force d'acide que H₃O⁺ dans l'eau. H₃O⁺ est l'acide le plus fort pouvant exister dans l'eau et OH^- est la base la plus forte existant dans l'eau.

VI. Les sels

VI.1. Rappels : formule g�n�rale

M = un �l�ment m�tallique, X = un non-m�tal, R = une cha�ne carbon�e.

VI.2. pH d'un sel

Pour d�terminer le pH d'un sel, il faut d�composer celui-ci en ions. Lorsque la dissociation est faite, regarder dans quelle cat�gorie se classent ces ions (acide forts, faibles, de force nulle, bases, ...). Ce classement permettra de voir de quel �l�ment d�pend l'acidit� et donc le pH. Le pH d�pend toujours de la substance la plus "forte".

VI.2.1. Sel neutre : pH = 7

[K⁺] et [Cl^-] n'influence pas le milieu. Le pH est d�termin� par l'eau. Or, le pH de l'eau vaut 7.

 

 

 

VI.2.2. Sel acide : pH < 7

La base Br ^- n'ayant aucune force, c'est l'acide NH₄⁺ qui donnera le caract�re acide du milieu

 

 

VI.2.3. Sel basique : pH > 7

L'acide Na⁺ n'ayant aucune force, c'est la base CO₃^2- qui donne le caract�re basique du milieu.

 

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