Quel pH utiliser ?

[ancien1957]

Bonjour,
J'ai rencontré des difficultés au sujet de l'équilibre acido-basique. Je ne sais pas exactement où utiliser les formules suivantes :
pH=pKa+log([base]/[acide]) et pH=1/2(pKa-log[acide])
Merci pour votre aide. Bonne soirée à tous.
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[mach3]

A la base on a :



ça, ça marche tout le temps (enfin non, ça marche quand la solution est assez diluée pour qu'on puisse assimiler les activités aux concentrations). Si on prend l'opposé du logarithme et qu'on touille, ça donne la première formule donnée :



Attention, [A] et [B] sont les concentrations de l'acide et de sa base conjuguée présentes à l'équilibre dans la solution, pas les concentrations qu'on a introduites.

Si on introduit une concentration CA d'acide dans l'eau, alors il se forme partiellement de la base B, qui atteint une concentration x (à déterminer) et la concentration de l'acide devient CA-x. On a donc :


Avant l'introduction de l'acide, il y avait dans l'eau une concentration de 10^-7 en H⁺ à cause de l'autoprotolyse. La transformation partielle de l'acide introduit va faire monter la concentration en H⁺ de x, mais une partie sera consommée par auto-protolyse de l'eau. Le calcul exact est tout à fait faisable, cependant, si l'on fait l'hypothèse que le pH obtenu sera inférieur à 5 (concentration de plus de 10^-5 en H⁺) on peut tout simplement négliger cette concentration initiale en H⁺ ainsi que l'autoprotolyse. Dans ce cas l'essentiel des H⁺ présent provient de la transformation partielle de l'acide, la concentration en H⁺ est donc approximée par x et on a :



Enfin, on doit ensuite supposer que l'acide se dissocie peu, de façon à pouvoir négliger x devant CA, et on a :

, avec

Là on prend l'opposé du log et on touille pour arriver à la seconde formule :

(ici CA est bien la concentration introduite, pas la concentration présente à l'équilibre, même si par hypothèse elle doit être peu différente)

Formule qui n'est donc valable que si l'acide est faible (peu de dissociation), mais pas trop (chute du pH en-dessous de 5).

m@ch3

[ancien1957]

Merci beaucoup mon ami. Je commence à voir plus clair.