Constante d'équilibre et unités

[philomaxxx]

Bonjour,

La réaction de l'autoprotolyse de l'eau s'écrit :

2[H₂O] --> H₃O⁺ + OH^-

Sa constante d'équilibre est :

Ke = [H₃O⁺][OH]^-

Ke est sans unité et sa valeur vaut 10-14

D'après la relation je peux sortir la concentration des espèces H+ :

[H+] = Ke/[OH-] en mol/l

Jusque là tout est bon mais que diriez vous à un élève qui vous fera la remarque suivante :

Monsieur d'après la dernière formule la concentration de H+ devrait être exprimée en l/mol et non mol/l puisque Ke n'a pas d'unité

Où est l'erreur ?
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[Kemiste]

Bonsoir.

En effet les constantes d'équilibre n'ont pas d'unités. Elle s'exprime en fonction des activités et pour les solutions diluées on assimile l'activité à la concentration divisée par une concentration de référence. Cette dernière partie est souvent oubliée. Ke est donc égale à a_HO^-*a_H3O⁺ =([HO^-])/C⁰)*([H₃O⁺]/C⁰). Les concentrations sont exprimées en mol/L et C⁰ = 1 mol/L.

On a donc [H₃O⁺] = C⁰²*Ke/[HO^-]. On retrouve donc bien une concentration à la fin.

Par abus de langage on a tendance a dire que l'activité a_HO^- = [HO^-] (idem pour toutes les autres espèces en solution).

[philomaxxx]

Bonjour Kemiste,

Effectivement l'erreur est dûe à un abus de language que tu as joliment explicité. J'ai posé cette question dans une perspective didactique ; puisque les élèves peuvent rencontrer cette relation très tôt avant le concept d'activité ce genre de malentendu peut surgir à tout moment causant un embarras pour le prof. Je crois que le prof chargé d'enseignement doit bien réfléchir à la façon d'introduire la constante d'équilibre s'il veut omettre la notion d'activité.