Réactions acido – basiques en solution aqueuse

Synthèse C5

I Produit ionique de l’eau

La réaction d’autoprotolyse de l’eau à lieu dans toute solution aqueuse. L’équation s’écrit :

2H₂O (l) = H₃O⁺ (aq) + OH^- (aq)

On appelle produit ionique de l’eau la constante d’équilibre K_e de la réaction d’autoprotolyse de l’eau. La valeur de K_E dépend de la température. 25 °C, K_e = 1,0.10^-14 .

Dans toute solution aqueuse, on a la relation :

[H₃O⁺]_eq .[OH^-]_eq = Ke

II Echelle de pH

On définit le caractère acide, basique ou neutre d’une solution par comparaison de son pH avec celui de l’eau pure.

III Constante d’acidité d’un couple acide/base

La constante d’équilibre de la réaction d’un acide AH avec l’eau est la constante d’acidité K_A du couple acide/base correspondant AH (aq)/A^- (aq). Elle dépend de la température

AH(aq) + H₂O _{(l) = A}^- (aq) + H₃O⁺ (aq) K_A = ( concentration molaire à l’état final)

Le pK_A d’un couple acide / base est défini par la relation

pK_A = - log K_A

La constante d’équilibre d’une réaction acido-basique peut être déterminée à partir des constantes d’acidité des couples acide / base en présence :

A₁H (aq) + A₂^-(aq) = A₁^-(aq) + A₂H (aq) K = K_A1/K_A2

IV Force d’un acide ou d’une base

Un acide est d’autant plus fort que le pK_A du couple auquel il appartient est petit.

Une base est d’autant plus forte que le pK_A du couple auquel elle appartient est élevé.

V Espèces prédominantes

Une espèce A prédomine par rapport à une espèce B si [A] > [B]

Le diagramme de prédominance représente les zones de pH où les espèces d’un couple prédominent.

La zone de virage d’un indicateur coloré se situe dans une zone de pH encadrant son pK_A

Pour accéder au QCM1

VI Les titrages acido-basiques

VI -1Définition :

Titrer l’espèce A en solution consiste à la faire réagir avec une espèce titrante B . On effectue des ajouts successifs de la solution titrante, de concentration connue, dans une prise d’essai de la solution à titrer. On repère l’équivalence. Dans un titrage acido-basique, la réaction de titrage est une réaction acido-basique.

La transformation associée à la réaction de titrage doit être rapide, totale et spécifique de l’espèce à titrer.

VI-2 Titrage pH-métriques

Lors d’un titrage pH-métriques, l’observable est le pH de la solution.

Sur la courbe de titrage pH = f(V), on observe un saut de pH aux alentours du point d’équivalence.

Le point d’équivalence peut être repéré :

· graphiquement à l’aide de la méthode des tangentes ;

· par lecture ou par le calcul de l’extremum de la fonction dérivée d(pH) /dV

VI-3 titrages colorimétriques

Lors d’un titrage colorimétrique, l’observable est la couleur de la solution. Le changement de couleur est provoqué par le virage d’un indicateur coloré.

Un indicateur coloré est bien choisi si sa zone de virage contient le pH à l’équivalence. L’ajout d’une seule goutte de réactif titrant doit correspondre au virage de l’indicateur coloré

Pour accéder au QCM2

Pour accéder à l’applet sur le dosage

JM Podvin Juillet 2002