Acide faible

[lalagirl]

Salut à tous

Voilà j'ai un gros soucis de raisonnement au niveau des acides/bases..
Je vais donc essayer de poser une question à la fois en espérant que vos réponses m'aideront à répondre aux autres sans devoir toutes les poster ^^

Dans le cas d'un acide faible, la réaction est :
AH + H2O --> A- + H3O+
<--

D'après mon cours, les [OH-] sont négligeables par rapport à [H3O+] : je ne comprends pas.

Selon moi, l'acide produit des H30+ faiblement. MAIS, il crée aussi sa base conjuguée A- qui elle, est FORTE.
Donc la base forte réagit aussi avec l'eau (d'où la flèche double sens) pour donner aussi des OH-...


Aidez -moi s'il vous plaîîîîît
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[Shadowlugia]

Erreur : la base conjuguée d'un acide faible n'est pas une base forte, mais une base faible. La plupart des couples acide/base que tu es susceptible de rencontrer sont dans ce cas.

Par ailleurs, que la base soit faible ou non, elle peut effectivement réagir avec l'eau pour redonner la forme acide. Les réactions acidobasiques de ce genre se font dans les deux sens : on parle d'équilibre. Mais cet équilibre peut être favorisé dans un sens ou dans l'autre. IL faut voir avec les valeurs des constantes d'équilibre de chaque réaction (forme acide + eau : constante d'acidité ; forme basique + eau : constante de basicité)

[lalagirl]

Ah bon?!
En fait, dans mon cours il est noté "Plus un acide est fort, + sa base conjuguée est faible".
Ca voudrait dire que ça ne marche que dans le cas des espèces fortes, mais pas faible???

[Shadowlugia]

C'est vrai que l'on dit souvent cela, que plus la force d'un acide est élevée, plus sa base conjuguée est faible. On retrouve cette phrase sur l'article Wikipédia "Base conjuguée". C'est une façon de voir les choses, mais je trouve que ça peut porter à confusion. On peut très bien l'employer pour des acides faibles.

En fait, quand on dit plus un acide est fort, il faut comprendre "plus son pKa est faible". Mais même si ce pKa est faible, il reste supérieur à 0 pour beaucoup d'acides, qui sont donc des acides faibles, au sens strict, même s'ils sont "très forts"

J'ai conscience que cela n'est pas forcément très clair... Je vais essayer de chercher des exemples pour voir si je peux te l'illustrer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[lalagirl]

Désolé mais je ne comprends pas.
Sur wikipédia (je sais que ce n'est pas la source 100% fiable, mais dans ce cas pourquoi trouver d'avis tant divergents?! ), je trouve :

" La base conjuguée d'un acide fort est une base très faible ou nulle
La base conjuguée d'un acide très faible ou nul est une base forte.
Pour les cas intermédiaires, plus l'acide est fort, plus la base conjuguée est faible et inversement."

Je suis perdue ^^

[lalagirl]

Ah, oui je viens de voir aussi ça ^^
D'accord c'est gentil.

En fait cette question initiale était tout simplement pour comprendre : pourquoi les [OH-] sont négligeables devant les [H30+] pour un acide faible?

[jeanne08]

On reprend :
Un acide fort est totalement dissocié dans l'eau : AH + H2O -> A- + H3O+ et la base conjuguée A- est sans action sur l'eau ( on dit qu'elle est spectatrice ) Les acides forts sont inclassables dans l'eau : HCl et HNO3 sont des acides forts , il y en a sans doute un qui cède mieux son proton que l'autre mais impossible de savoir lequel car dans l'eau ils ont le même comportement.
Un acide faible est partiellement dissocié dans l'eau selon AH + H2O = A- + H3O+ . Plus Ka est grand meilleur( on pourrait dire plus fort mais cela prete à confusion ) est l'acide et moins bonne est la base conjuguée A- . Les acides faibles sont classables dans l'eau par leur Ka ou pKa

Lorsqu'on met un acide faible AH dans l'eau on a l'équilibre AH + H2O = A- + H3O+ . Cette réaction se fait en général assez mal ( Ka est petit du genre 10^-5 ) et il y a peu de A- formés. On peut donc negliger l'action des A- sur l'eau donc les OH- engendrés par cette réaction.

[lalagirl]

D'accord, merci.
Donc quand j'ai affaire à un acide faible, je pars du principe que le Ka est généralement très faible, et que peu de A-(d'où peu de OH-) sont crées, c'est bien ça?
Et, dans le cas d'un acide fort, on considère que sa base sera spectatrice.

Dans ce cas, la phrase "Plus un acide est fort, plus sa base conjuguée est faible" peut être "vraie" mais seulement dans le cas des acides forts?

[Shadowlugia]

Pour illustrer ce qu'a dit jeanne08, on peut prendre un exemple. J'ai fait quelques calculs : si l'on considère une solution aqueuse d'acide acétique à 1 mol/L, on va avoir la réaction CH₃COOH + H₂O = CH₃COO^- + H₃O⁺. Connaissant le pK_a du couple acide acétique/acétate (4,8), on peut trouver la concentration en ions H₃O⁺ : je trouve environ 0,004 mol/L (soit un pH de 2,4).

Connaissant la valeur de la concentration en H₃O⁺, je peux trouver la valeur de la concentration en ions HO^- avec le produit d'autoprotolyse de l'eau : [HO^-] = K_e/[H₃O⁺] = 10^-14/0,004 = 2,5.10-12 mol/L : on voit bien que concentration en ions HO^- est négligeable.

[Shadowlugia]

D'accord, merci.
Donc quand j'ai affaire à un acide faible, je pars du principe que le Ka est généralement très faible, et que peu de A-(d'où peu de OH-) sont crées, c'est bien ça?
Et, dans le cas d'un acide fort, on considère que sa base sera spectatrice.

Dans ce cas, la phrase "Plus un acide est fort, plus sa base conjuguée est faible" peut être "vraie" mais seulement dans le cas des acides forts?

Pour les acides faibles, Ka est souvent faible en effet. Cependant, plus le pKa diminue et s'approche de 0, plus Ka va augmenter. Mais le plus souvent les acides que tu croiseras ont un Ka assez faible.

La phrase "Plus un acide est fort, plus sa base conjuguée est faible" n'est pas inexacte mais comme l'a dit jeanne08 elle peut prêter à confusion pour des acides faibles

[lalagirl]

Shadowlugia, je suis en train de décortiquer tout ça : comment avez-vous fait pour trouver [H3O+] en fonction du pKA? On en parle dans mon cours, mais ça m'intéresserait beaucoup de savoir!

[lalagirl]

D'accord, j'ai bien compris tout ça alors! Merci énormément jeanne 08, et shadowlugia (j'attends juste de finir de bien comprendre votre exemple, pour expirer ^^ )

[Shadowlugia]

On peut faire le raisonnement ensemble si tu veux. Question préliminaire : quel est ton niveau d'études ?

[lalagirl]

Je suis en première année de médecine, j'ai fait un bac S avec spé physique!

[Shadowlugia]

OK. Très bien. Je me souviens qu'au lycée, on fait les tableaux d'avancement des réactions en indiquant les quantités de matière. Au niveau supérieur (en tout cas en prépa, c'est comme ça que j'ai fait), on indique non plus les quantités de matière mais les concentrations. On va faire de cette manière, j'espère que ça ne te perturbera pas trop.

On considère donc une solution aqueuse d'acide acétique à 1 mol/L. Commence par dresser le tableau d'avancement en concentrations de la réaction acidobasique qui s'y produit (on notera x l'avancement).

[lalagirl]

Ok. Alors je me retrouve avec C - x/V pour [CH3COOH] et x/V pour [H3O+] et [CH3COO-] (en considérant que H2O est en excès et C qui correspond aux 1 mol/L)
(?)

[Shadowlugia]

Comme c'est un tableau d'avancement en concentrations, il n'y a pas besoin de faire figurer le volume. Tu te retrouves donc avec C-x pour l'acide acétique et x pour l'acétate et l'ion H3O+. Tu as donc les concentrations des espèces.

Deuxième question : Exprime la constante d'équilibre de cette réaction. Sans faire de calcul particulier, quelle est la valeur de cette constante ?

[lalagirl]

Compris!
Je me trouve avec K = x² / C- x

[Shadowlugia]

Très bien. Tu as donc une équation avec trois grandeurs : K, C et x. L'inconnue recherchée est x (concentration en H3O+), tu connais C et tu connais K (rappel : pKa = 4,8). Tu as donc à résoudre une équation polynomiale de degré 2.

Tu vas trouver deux valeurs de x. L'une sera aberrante, l'autre sera la concentration en ions H3O+.

[lalagirl]

Je beugue un peu au niveau de l'équation.
Si mes souvenirs sont bons, l'équation est de la forme ax² + bx + c =0

Mais là mon a = 1/ (C-x)

Donc je ne trouve pas de valeur concrète pour mon delta et pour avoir mes réponses..

[Shadowlugia]

Reprenons :

Tu as l'expression suivante :

Cela te donne, en multipliant de part et d'autre par (C-x) : C.K_a - x.K_a = x²

D'où l'équation a résoudre : x² + K_a.x - C.K_a = 0

Je ne vois pas où est le problème, pourquoi 1/C-x ???

[lalagirl]

Oula oui je n'ai pas pensé à enlevé le dénominateur!
Je continue.

[lalagirl]

C'est niquel, merci énormément!
Bonne journée

[Shadowlugia]

Pas de quoi, n'hésite pas si tu as d'autres questions

[lalagirl]

J'en ai une autre, mais ça ne concerne pas exactement les caractéristiques du groupe.
Je vais quand même publier ici, parce que ça reste dans le thème acide/base

En fait, lors d'un dosage d'un acide faible par une base forte :

Avant le dosage : l'acide faible est en excès (seule espèce présente) : pH acide
Avant l'équivalence: l'acide faible reste en excès, mais pH augmente (puisque les H30+ réagissent avec les OH- et s'annulent).
Et, à l'équivalence, il est écrit " pH > 7 : C'est l'espèce forte qui emporte le pH même si celle-ci a "pris un coup" avec la neutralisation : elle devient plus faible".

Ma question est : pourquoi pas =7 ?!
A L'équivalence, le titrant a réagi avec le titré donc tous les OH- sont sensés avoir réagi avec les H30+ non?

[lalagirl]

Il est aussi précisé qu'à l'équivalence, on est dans un milieu basique faible.
Pour moi ça serait neutre .. /:

[jeanne08]

Quand tu doses un acide faible AH par une base forte comme OH- tu ajoutes progressivement de la soude dans une solution qui contient, au départ, une certaine quantité de AH
- avant tout ajout de soude la solution contient un acide faible : elle est acide
- quand on ajoute OH- on fait la réaction quasi-totale AH + OH- -> A- + H2O donc au fur et à mesure que l'on ajoute OH- , ceux ci disparaissent , et on a de plus en plus de A- et de moins en moins de AH : le pH augmente
- quand on est à l'équivalence , c'e'st à dire lorsqu'on a mis juste assez de OH- pour réagir avec les AH initialement présents on n' a quasi plus de AH ni de OH- mais essentiellement des A- : base faible : la solution est basique pH>7
- après , si on continue d'ajouter des OH- , ils s'accumulent et la solution contient une base forte donc pH élevé