Réaction acido basique

[BaptisteBaptiste]

Bonjour,

J'ai de gros soucis de compréhension avec ce chapitre de terminale S: Réaction acido-basique.

Je sais que le PH est directement relié à la concentration d'ion oxonium, donc pas conséquence selon la concentration d'ion oxonium on pourra déterminer si nous sommes en présence de solution acide ou basique. Mais, ce que je ne comprends pas, ce sont ces réactions acido-basiques: A quel moment intervient l'ion oxonium ? Parce que je ne voix pas le lien entre l'ion oxonium et ces réactions là.

Merci à vous, cordialement.
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[TsuDay]

Bonjour,

Pour commencer, je fais juste une petite réflexion sur la notation, on note "pH" et non "PH"^^.
Sinon pour essayer de répondre à ta question, je pense qu'il faut repartir de la définition d'un acide et d'une base (et de quel type d'acide/base tu parles, oui il en existe plusieurs définitions).
Etant donné que tu es au lycée, je dirais que c'est acide/base de Brönsted.
Un acide c'est une espèce capable de céder un proton H⁺ et une base est une espèce capable de capter un proton H⁺.

Regardons la réaction de l'eau: H₃O⁺ + OH^- ---> 2H₂O
Ici l'ion oxonium est l'acide qui fournit un H⁺ à la base OH^-.
Donc pour déterminer si t'as solution est acide ou basique, tu vas mesurer la concentration en ion Oxonium et à partir de la règle pH: -log([H₃O⁺])
Tu détermines si le pH est acide ou basique.

Donc ce qui fait la réaction c'est l'échange de H⁺.

Ai-je répondu à tes interrogations?

[BaptisteBaptiste]

Merci à vous TsuDay de m'avoir répondu.

En faite, le H+ ( désolé, je ne peux pas mettre le "+" en haut à droite) est un ion oxonium ? Parce que je n'arrive pas à l'identifier dans certaines réactions, il ne doit pas se présenter sous la forme H3O+ ? Et d'ou vient t'il ? Il y a t'il un lien avec l'eau ? Et dans votre réaction, je n'ai pas trop compris ou nous avons un échange.

Donc si je reprends du début, l'expérience:

Expérience :
a. On dissout du chlorure d’ammonium dans de l’eau dans le bécher 1 et on verse de
l’hydroxyde de sodium dans le bécher 2. On mesure le pH respectif de chaque bécher.
Les élèves notent leurs observations.
ème
bêcher et on place un papier imbibé de sulfate de cuivre. On prépare un témoin en mettant sur un papier filtre du sulfate de cuivre et de
l’ammoniac.
On mesure alors le pH de cette troisième solution. Les élèves notent leurs observations.
Interprétation :
Questions élèves :
Ecrire les formules chimiques des solutions que nous avons mélangé ?
+-+- NH4 (aq) +Cl(aq) et Na (aq) +OH(aq)
Ecrire la formule de l’espèce chimique que nous avons obtenu ?
NH3(g)
Qu’a t-il pu se passer ?quels ions ne participent pas à la réaction ?
+- Les ions qui ne participent pas à la réaction sont les ions spectateurs : Na (aq) et Cl (aq).
Il se passe : NH + + OH- NH + ... 4 (aq) (aq) 3(g)
Qu’est-il nécessaire d’ajouter pour avoir la conservation des atomes d’oxygène et d’hydrogène ?
On montre que le second produit est H2O.

On commence toujours par le mélange afin de déterminer le pH ? Désolé pour toutes ces questions, je m'en excuse.

Cordialement.

[TsuDay]

ème
bêcher et on place un papier imbibé de sulfate de cuivre. On prépare un témoin en mettant sur un papier filtre du sulfate de cuivre et de
l’ammoniac.
On mesure alors le pH de cette troisième solution. Les élèves notent leurs observations.

Serait-il possible d'avoir l'énoncé complètement ? (je vais essayer de ne pas répondre au question mais de donner plutôt des pistes de réflexions, je dis bien essayer)

Non, H₃O⁺ est l'ion oxonium.
H⁺ est appelé, un proton "H+".

Il faut reprendre la définition d'un acide et un base. (Si vous êtes bon en math, voir l'équation bilan d'une réaction chimique, c'est comme voir une équation mathématique, ce que l'on fait d'un côte doit se répercuter de l'autre côté)
Je reprend l'exemple de l'eau:
H₃O⁺ correspond à l'ion oxonium, il peut céder un H⁺, on est d'accord que si on enlève un H⁺ à celui-ci on obtient bien H₂O ?
Cependant la réaction ne peut pas se faire toute seule ici, il faut pour que l'ion oxonium puisse donner son proton (H+) une autre espèce qui puisse la capter, c'est le cas de OH^-.
Donc ici, si "OH-" récupère le "H+", on a bien une charge négative + une charge positive qui s'annule et un H en plus. Ce qui donne H₂O. D'où la réaction:
H₃O⁺ + OH^- ----> 2H₂O

L'eau est une espèce particulière qu'on appelle espèce "amphotère", ce qui veut dire qu'elle est à la fois acide et base. Et la réaction que je viens de vous présenter est appelée "auto-protolyse de l'eau". Cette réaction est un équilibre entre l'acide fort (H₃O⁺) et la base forte (OH^-).

Est-ce que ce point est clair ?

(Je donnerais des éléments de réponse quand tu compléteras l'énoncé. ^^)

[A voir en vidéo sur Futura]

[BaptisteBaptiste]

Merci pour votre réponse.

Mais je ne vois pas le rapport entre le pH et la quantité d'ions oxonium dans une réaction. Je ne sais pas vraiment comment posé ma question. Pourquoi les échanges de proton H+ vont influencer sur le pH ? Parce que le pH cela mesure la "quantité" d'ion oxonium après la réaction ?

Je vous remercie d'avoir répondu, cordialement.

[TsuDay]

Pourquoi les échanges de proton H+ vont influencer sur le pH ?

La réaction entre les deux espèces se fait via un proton H+ dans une réaction acide/base de Brönsted.
Donc l'échange de proton va former une nouvelle espèce qui possédera un caractère acide ou basique.

je reprend l'exemple de l'eau:
(H3O+) + (OH-) ---> 2H2O
H3O+ est un acide (pH<7)
OH- est une base (pH>7)
On a donc H3O+ (acide) qui donne un proton à OH-(basique) cela forme une nouvelle molécule qui est H2O (neutre).
Donc c'est la création de la nouvelle espèce qui donne le pH de la solution final (si en proportion stœchiométrique).

Parce que le pH cela mesure la "quantité" d'ion oxonium après la réaction ?

Le pH est relié à la concentration en [H3O+]! Il ne mesure pas la quantité d'ion oxonium mais le pH de la solution (pour dire si c'est acide, basique ou neutre).
Cependant, tu peux relier le pH à la concentration, et donc déterminer la quantité de matière d'ion oxonium (en mol).
=> pH = -log([H3O+]) ou alors [H3O+] = 10^-pH


Cela ne me dérange pas de me répéter, de reformuler pour que tu finisses par comprendre. (N'hésite pas).

[BaptisteBaptiste]

Merci à vous, je commence à mieux comprendre !

Donc la nouvelle espèce chimique créé grâce à la base qui a "capté" le proton H+, contient donc une certaine concentration en H30+ ( du justement à se transfert en proton H+) et c'est cette concentration en H30+ qui déterminera donc le pH cet à dire si cette nouvelle espère est acide, basique ou neutre. C'est bien cela ?

En tout cas, merci à vous de votre patience,

Cordialement.

[TsuDay]

Donc la nouvelle espèce chimique créé grâce à la base qui a "capté" le proton H+, contient donc une certaine concentration en H30+ ( du justement à se transfert en proton H+) et c'est cette concentration en H30+ qui déterminera donc le pH cet à dire si cette nouvelle espère est acide, basique ou neutre. C'est bien cela ?

Ce n'est pas vraiment ça, j'ai pas du correctement expliquer.
Cependant, je vois désormais où se trouve l'incompréhension.

Ici tes espèces sont en solutions aqueuse. Tu as toujours un équilibre entre tes ions H3O+ et OH-, (je prends toujours l'exemple de l'équilibre avec l'eau).
Tu as comme un échange perpétuel du proton entre les deux espèces (quand tu es à l'équilibre). C'est cette concentration à l'équilibre que tu mesures. Tu as toujours du H3O+, et contrairement à ce que tu viens de dire,tu ne transfères pas une certaine concentration en H3O+ quand ton espèce capte le H+.

Je récapitule.
Quand tu mesures le pH à l'équilibre. Ce pH est relié à la concentration en H3O+ en solution, elle aussi à l'équilibre.
L'équilibre signifie que tu as autant d'espèce qui se créé, qu'autant qui se dissocie.
Cela veut dire que cette équation:
H3O+ + OH- ----> 2H2O
s'écrit à la fois dans l'autre 2H2O ----> H3O+ + OH-
On écrit habituellement on met une double flèche.

Est ce plus clair ?

[BaptisteBaptiste]

Merci d'avoir pris le temps de m'expliquer, c'est gentil.

C'est moi qui est mal compris, désolé.

Donc le pH mesure la concentration de H30+ dans cela: H3O+ + OH- ----> 2H2O ? La nouvelle espèce ici est: H2O ? Donc si je reprends votre phrase ci-dessus: "Donc c'est la création de la nouvelle espèce qui donne le pH de la solution final", donc ici on mesure la concentration de H30+ dans H20 ?

Merci et désolé pour toutes mes questions.

Cordialement.

[TsuDay]

Désole, sur ce coup là, c'est moi qui me suis mal expliqué.

Donc le pH mesure la concentration de H30+ dans cela: H3O+ + OH- ----> 2H2O ?

Attention, le pH ne mesure pas une concentration ! Le pH mesure un caractère acide ou basique. La détermination de la valeur du pH permet de mesurer la concentration en [H3O+]!

La nouvelle espèce ici est: H2O ?

On a fait réagir les deux espèces pour former de l'H2O.

Donc si je reprends votre phrase ci-dessus: "Donc c'est la création de la nouvelle espèce qui donne le pH de la solution final", donc ici on mesure la concentration de H30+ dans H20 ?

C'est ici, que je me suis mal exprimé.
C'est n'est pas la concentration de H3O+ dans H2O qui permet de déterminer le pH.
C'est l'équilibre entre H3O+ + OH- et 2H2O qui permet de déterminer le pH et par conséquent de mesurer la concentration en H3O+.

Tu as un équilibre, donc tu as des H3O+ dans ta solution, et c'est ceux là que tu mesures.

[BaptisteBaptiste]

Merci, je comprends mieux.

Donc en faisant réagir deux espèce ensembles, un acide et une base, cela sert à savoir le pH. Donc le but est de savoir si l'on aura à faire à une base ou à un acide. Et part conséquent on peut dire si la réaction et totale ou partielle (acide ou faible, idem pour la base).

Merci à vous, cordialement.

[TsuDay]

Donc en faisant réagir deux espèce ensembles, un acide et une base, cela sert à savoir le pH. Donc le but est de savoir si l'on aura à faire à une base ou à un acide.

Tu commences à comprendre, mais il y a un problème quand même.
On ne fait pas réagir pour déterminer spécialement le pH. Quand on fait réagir, on obtient une nouvelle espèce, dont on peut mesurer son pH aussi.
Tu peux très bien isoler tes ions H3O+ et déterminer le pH. (pareil pour OH-). Si tu es pur, logiquement tu auras un pH =0 pour H3O+ et un pH de 14 pour OH-.
En faite, quand tu prends ta solution tu ne pourras pas avoir entièrement que du H3O+, tu auras aussi un peu de OH-.

Un exemple pourrais te faire mieux comprendre (toujours la même réaction):
[H3O+] + [OH-] <----> 2[H2O]
On a un pH de 7 (neutre). On applique la formule [H3O+] = 10^-pH ce qui donne que tu as 1*10^-7 mol/L d'ions H3O+ en solution. Mais pour être neutre, il te faut aussi 1*10^-7 mol/L d'ions OH-.

Et part conséquent on peut dire si la réaction et totale ou partielle (acide ou faible, idem pour la base).

C'est pas tout à fait ça, si tu as une réaction totale, c'est que tes réactifs ont été mis en proportions stœchiométrique. Sinon, elle n'est pas totale.
Et quand on parle d'acide/base forte et acide/base faible, cela exprime la capacité à céder très facilement ou non son H+ quand tu es acide, et de capter plus facilement ou non un H+ quand tu es basique.

[BaptisteBaptiste]

Merci pour toutes tes réponses, mais cela reste compliqué pour moi, je n'y arrive vraiment pas avec ce chapitre...

Voici un extrait de cours trouvé sur le net: "le pH reflète en effet la proportion d'ions oxonium ( aussi appelés ions hydronium) de formule H3O+ présents dans une solution aqueuse.
Ces ions se forment par association d'une molecule d'eau ( H2O) et d'un ion hydrogène ( H+):

H2O+ H+ → H3O+ "

Par conséquent, si j'ai bien compris, l'ion hydrogène que va libérer l'acide va etre capté par la base qui en présence d'eau ( la base ne serait pas forcément de l'eau ?) va donner du H30+ ? Donc présence impérative d'eau sinon pas de H3O+. Le pH de cette espèce créé va permettre de déterminer justement la concentration de H3O+ ?

J'essayerai de comprendre seul si jamais je vous embêtes trop avec mes questions, j'en suis désolé.

Merci encore, cordialement.

[TsuDay]

Par conséquent, si j'ai bien compris, l'ion hydrogène que va libérer l'acide va etre capté par la base qui en présence d'eau ( la base ne serait pas forcément de l'eau ?) va donner du H30+ ?

De ce que je vois, c'est de mieux en mieux compris (toujours quelques petites erreurs).
Je l'ai dis tout à l'heure, l'eau est particulière, c'est une espèce amphotère. Elle est à la fois acide et basique, mais son caractère se détermine de la deuxième espèce que l'on met avec.
Ici, l'eau sera la base et le proton H+ l'acide.
Tout à l'heure sur la présentation de l'exercice, c'était NH4+ et OH-. Ici, NH4+ sera la l'acide, et OH- la base.

Donc présence impérative d'eau sinon pas de H3O+. Le pH de cette espèce créé va permettre de déterminer justement la concentration de H3O+ ?

Donc oui, il faut que tu es ton eau pour former de l'H3O+ . Le pH de la solution (quand tu as réunis l'H3O+ et l'OH- dans le même bécher) va te permettre de déterminer la concentration de H3O+ dans cette nouvelle solution. La concentration aura changé car tu auras eu une réaction chimique acido-basique, mais aussi car ton volume aura augmenté. (concentration en mol/L !)

Cela ne me dérange pas de prendre du temps pour expliquer les choses.

[BaptisteBaptiste]

Merci beaucoup à vous de prendre le temps de m'expliquer.

Quand on dit que l'acide est en solution aqueuse, on veut dire qu'il est dans l'eau ? En faite, le H3O+ ne sera pas toujours présent sous cette forme, d'ou le fait qu'il est plus difficile à détecter dans les équations, c'est bien cela ? Parce que parfois, dans certaines équations acido-basiques, on ne marque pas directement H3O+.

Merci, cordialement.

[TsuDay]

Solution aqueuse signifie qu'on est en présence d'eau.
Les réactions en solutions aqueuses sont un cas particulier des réactions acido-basique. On connait la formule pour déterminer leurs pH, grâce à leurs concentration en H3O+ et inversement.

Cependant, il est possible de rencontrer une solution non-aqueuse qui possède un pH et pourtant, il n'y a pas d'ions H3O+ ! Il faut bien comprendre que pour le cas d'un acide de Brönsted, c'est le fait de pouvoir céder un proton H+ qui correspond au caractère acide! et donc le fait de capter un proton H+ qui correspond au caractère basique! Après la façon de déterminer le pH de la solution change selon le cas dans lequel on se trouve, aqueux ou non!

Je pense par contre qu'à votre niveau, vous allez rester dans les solutions aqueuses.

Donnez-moi, si vous avez, un exemple de réaction ou l'équations acido-basiques ne fait pas intervenir directement H3O+?

[BaptisteBaptiste]

Par exemple:

NH4+ (aq) = NH3(g) + H+
OH-(aq) + H+ = H2O (l)

NH4+(aq) + OH-(aq) =NH3(g) +H2O (l)

Ici, ou est le H3O+ ?

Merci, cordialement.

[BaptisteBaptiste]

Et par contre, dans ce que vous dites:

"Cependant, il est possible de rencontrer une solution non-aqueuse qui possède un pH et pourtant, il n'y a pas d'ions H3O+ ! Il faut bien comprendre que pour le cas d'un acide de Brönsted, c'est le fait de pouvoir céder un proton H+ qui correspond au caractère acide! et donc le fait de capter un proton H+ qui correspond au caractère basique!"

Donc dans le cas de Bronsted, il n'y a pas de H3O+ ? L'acidité ne vient pas des H3O+ mais du fait de céder un proton uniquement ? Je ne comprends plus rien... Vraiment désolé, je vous fais perdre du temps ^^.

Cordialement.

[TsuDay]

La il faut se souvenir de la réaction avec l'eau, il y a un équilibre entre OH- et H3O+ pour avoir H2O. Etant donné qu'on est en milieu aqueux, on a de l'eau.

Comment ferait-on pour déterminer le pH de cette solution?

On est à l'équilibre, donc on peut déterminer la concentration d'ion OH- ayant réagis (Tableau d'avancement). On utilise le Ke (constante de dissociation de l'eau, je ne sais pas si ça a déjà été abordé)
Ke = [H3O+] * [OH-] =1*10^-14
On a donc la concentration en [H3O+] => [H3O+] = Ke / [OH-]

On remplace dans la formule du pH => pH = -log (Ke / [OH-])
On obtient ainsi la valeur du pH.

NB: J'ai oublié de précisé que quand on détermine le pH de cette manière on doit Impérativement se trouver en solution dilué!

[TsuDay]

Donc dans le cas de Bronsted, il n'y a pas de H3O+ ? L'acidité ne vient pas des H3O+ mais du fait de céder un proton uniquement ? Je ne comprends plus rien... Vraiment désolé, je vous fais perdre du temps ^^.

Encore une fois, j'ai mal dit les choses =/
On détermine le pH grâce à la concentration en [H3O+], cependant le phénomène dit acide/base correspond au fait d'échanger des H+.

ps: regardez vos messages.

[BaptisteBaptiste]

Merci pour vos réponses, mais je pense que je vais arrêter là, je comprends rien du tout, sur ce chapitre... Déjà le fait de dire qu'il y a des bases et des acides qui interviennent me semblent illogique, en effet, pour calculer le pH, autrement l'acidité, on fait intervenir des acides ( donc de l'acidité) avec des bases.... Je ne vois pas à quoi sert ces réactions là. Faut tout reprendre à 0....

Merci pour tout, je ne vais pas vous embêtez plus,

Cordialement.

[TsuDay]

La il faut se souvenir de la réaction avec l'eau, il y a un équilibre entre OH- et H3O+ pour avoir H2O. Etant donné qu'on est en milieu aqueux, on a de l'eau.

Comment ferait-on pour déterminer le pH de cette solution?

On est à l'équilibre, donc on peut déterminer la concentration d'ion OH- ayant réagis (Tableau d'avancement). On utilise le Ke (constante de dissociation de l'eau, je ne sais pas si ça a déjà été abordé)
Ke = [H3O+] * [OH-] =1*10^-14
On a donc la concentration en [H3O+] => [H3O+] = Ke / [OH-]

On remplace dans la formule du pH => pH = -log (Ke / [OH-])
On obtient ainsi la valeur du pH.

Je pense m'être trompé dans ce développement, et que celui-ci ne marche que s'il reste du OH- dans la solution (excès).

[BaptisteBaptiste]

Bonjour,

Merci de vos réponses.

Donc, si je reprends le définition du cours: le caractère acide d'une solution aqueuse est dû à la présence des ions oxonium H3O+. Le pH, grandeur sans dimension (sans unité), mesure l'acidité d'une solution aqueuse diluée. Une solution aqueuse n'est t'elle pas diluée par définition ?

Si le pH d'une solution acide est faible, c'est parce qu'il libère des protons H+ selon l'équation : HA → A- + H+
donc la concentration des ions H+ augmente.

Ici, la solution acide est en solution aqueuse diluée ?

A l'opposé, si le pH d'une base est fort, c'est qu'elle capte les protons H+, ce qui fait baisser leur concentration. Il y a donc une relation entre le pH et la concentration des protons.

Et il y a donc aussi une relation entre H3O+ et les protons ?

Merci d'avoir pris le temps de m'expliquer, cordialement.

[TsuDay]

Bonjour,

Quand ici on te dit d'être en solution aqueuse, pour justement dilué (car à ton niveau, il faut pour calculer ton pH, être en milieu dilué et en présence d'une base forte)
Donc là, on mesure l'acidité de la solution aqueuse (donc ton acide est dilué dans l'eau). Dilué, veut bien dire que tu l'as mis dans un volume d'eau afin qu'il soit moins concentré.

Tes espèces sont dilués. Donc pour les diluer, on a rajouté de l'eau, donc on a une solution aqueuse.

Donc la tu as tout compris, en faite, après avoir fait quelques recherches pour mieux t'expliquer. On considère ici, que H3O+ et H+ sont la même chose!

[BaptisteBaptiste]

Merci, donc toutes les réactions étudiées sont des réactions avec l'eau ?

Par exemple COOH + H2O = (CH3COO-) +H3O+

Cordialement.

[TsuDay]

Ces réactions font intervenir des acides forts dilués dans l'eau.
Je ne sais comment est structuré le cours, donc je ne peux pas savoir jusqu'à où vous vous arrêtez. Mais de ce que j'ai compris, ici, c'est uniquement l'eau.

Si nous devions étudier avec un acide faible, il est probable que le calcul se passe autrement.

[BaptisteBaptiste]

Les cours que je fais sont par correspondance, donc c'est compliqué ^^Je comprends vraiment pas ce que je fais depuis le début. En plus, je fais avec de manuels pour les cours, certains sont incomplet, du coup, je prends un bout d'un manuel, un bout de l'autre, je prends ce que trouve sur le net...

Faut tout reprendre à 0 ^^.

[TsuDay]

N'hésitez pas à me contacter par message, je peux vous renseigner peut être plus facilement si la conversation se fait de façon plus spontanée.
(Chat Vocal, ou discussion instantanée).

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Reprenons tout ça calmement.

Quelques petits rappels :
Théorie de Brönsted :

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Selon Brönsted, un acide, noté souvent AH, est une espèce susceptible de céder un proton H⁺. Formellement, cela s'écrit sous forme de la demi-équation suivante :

AH --> A^- + H⁺

Toujours selon la théorie de Brönsted, une base, notée ici par commodité A^-, est une espèce susceptible de capter un proton H⁺. La demi-équation associée est :

A^- + H⁺ --> AH

Au final, on voit que ces deux demi-équations sont équivalente à la forme généralisée :

AH = A^- + H⁺

avec AH l'acide (qui donne un proton) et A^- sa base conjuguée (qui capte un proton). On note AH/A^-, le couple acido-basique.

Le proton H⁺ est une entité pas très stable et qui dans la mesure du possible cherche à s'associer par exemple avec l'eau :
H⁺ + H₂O --> H₃O⁺ (= ion oxonium)
Remarque : cet ion oxonium peut être hydraté et constitue alors l'ion hydronium...

Constante d'acidité :

 Cliquez pour afficher

A chaque couple (ou à chaque demi-équation) est associée une grandeur appelée constante de réaction et ici plus spécifiquement constante d'acidité notée K_a.
A la demi-équation suivante :

AH + H₂O --> A^- + H₃O⁺

est associée la constante d'acidité (avec simplification "activité = concentration") dont le rapport est le suivant :

Remarque : Si K_a est très grand (> 10³ et dans ce cas, il n'est pas précisé dans l'énoncé), l'acide est considéré comme fort dans le cas contraire, il est dit faible (la valeur apparaîtra dans l'énoncé).

La réaction acido-basique :

 Cliquez pour afficher

Lors d'une réaction acido-basique, un acide réagit spontanément (de manière plus ou moins importante en quantité - déterminée par la constante d'acidité) avec une base.
Considérons les deux couples A₁H/A₁^- et A₂H/A₂^- et supposons que A₁H réagisse avec A₂^-
Les demi-équations sont donc :

A₁H = A₁^- + H⁺
A₂^- + H⁺ = A₂H
------------------------------
A₁H + A₂^- --> A₁^- + A₂H

Cette dernière ligne est l'équation de la réaction entre l'acide A₁H et la base A₂^-

Si tu as bien compris ce qui précède ( ), poursuivons ...
Dissociation d'un acide AH dans l'eau

 Cliquez pour afficher

Cette réaction est une réaction acido-basique car l'eau est au sens de Brönsted, une base. Elle fait partie du couple H₃O⁺/H₂O
En reprenant exactement comme ci-dessus, on a :

AH = A^- + H⁺
H₂O + H⁺ = H₃O⁺
------------------------------
AH + H₂O --> A^- + H₃O⁺

Tu peux montrer de la même manière que la dissociation d'une base dans l'eau (qui aussi un acide au sens de Brönsted dans le couple H₂O/HO^-) s'écrit :

A^- + H₂O --> AH + HO^-

Petite parenthèse sur l'eau

 Cliquez pour afficher

... qui est donc une espèce amphotère (puisque acide dans un couple et base dans un autre).
A chacun des couples associé à l'eau, on peut écrire les demi-équations et l'expression de la constante d'acidité.
Pour le couple H₂O/HO^- :

H₂O = HO^- + H⁺
H₂O + H⁺ = H₃O⁺
------------------------------
2H₂O --> HO^- + H₃O⁺

A cette réaction appelée autoprotolyse de l'eau est associée la constante K_a = [HO^-][H₃O⁺] = K_e appelé produit ionique de l'eau et qui vaut 10^-14 à 25°C

Pour le couple H₃O⁺/H₂O :

H₃O[SUP] = H₂O + H⁺
H₂O + H⁺ = H₃O⁺
------------------------------
H₃O⁺ + H₂O --> H₂O + H₃O⁺

dont la constante K_a = 1 = 10⁰

Ces deux constantes définissent les limites (bien connues) du pH qui varie de 0 à 14 en solution aqueuse.

Le pH :

 Cliquez pour afficher

En solution aqueuse, pour la raison citée ci-dessus, il y a toujours (même si c'est parfois en très très faible quantité) des ions oxonium ainsi on a défini une grandeur permettant de déterminer sa concentration : c'est le pH (potentiel Hydrogène).
Comme ces concentrations peuvent fortement varier (de 10^-14 à 1 dans les "cas classiques"), le pH sera défini par une fonction logarithmique :

pH = - log[H₃O⁺]

Remarque : Là encore, on assimile concentration et activité pour simplifier pour des solutions diluées

D'après cette définition, on voit que plus [H₃O⁺] est grand donc plus la solution est acide, plus le pH est petit et réciproquement plus [H₃O⁺] est petit donc moins la solution est acide, plus le pH est grand.
mathématiquement, la fonction log est croissante mais précédé du -, elle devient décroissante.
A noter qu'une solution qui est moins acide ne signifie pas qu'elle devient basique ...

Pour calculer le pH, il y a différents cas à connaître :

 Cliquez pour afficher

Si on note C_A la concentration initiale en acide :
* cas d'un acide fort (pas trop dilué) : pH = -logC_A
* cas d'un acide faible : pH = 1/2 pK_a - 1/2 logC_A (avec pK_a = -logK_a par similitude à la définition du pH)

Si on note C_B la concentration initiale en base :
* cas d'une base forte (pas trop diluée) : pH = 14 + logC_B
* cas d'une base faible : pH = 7 + 1/2 pKa + 1/2 logC_B

Ces formules sont dans un premier temps à savoir (avec leur condition d'application bien entendu) mais il n'est pas trop difficile de les retrouver à partir de la définition du K_a et d'un (éventuel) tableau d'avancement.

A noter (cela peut paraître évident mais il n'est pas inutile de le rappeler) : le pH d'une solution acide (à 25°C) ne peut JAMAIS être supérieure à 7.
Ex : une solution d'acide fort à 10^-8 mol.L^-1 ne sera pas de 8 ! L'effet de la dilution sera à prendre en compte et on trouvera une valeur très proche de 7 mais inférieure).
Le même raisonnement tient pour une solution basique (pH > 7... toujours ).

L'inconvénient de cette intervention est qu'elle va entraîner des nouvelles questions... mais c'est comme ça qu'on avance en science, c'est en faisant l'effort de comprendre

Cordialement,
Duke.

[TsuDay]

Duke Alchemist, faut que j'apprenne à expliquer comme ça!
Tout est dit.

Je suis toujours présent s'il y a des questions (quand même).