Guibal Bellevue TS ch : 2. La transformation d’un système chimique est-elle toujours totale ? 4/5
Le diagramme de distribution des espèces acide et basique,
représente les pourcentages de l'acide , et de sa base conjuguée, en
fonction du pH de la solution.
Les indicateurs colorés
Les indicateurs colorés sont constitués par des couples acide / base
(souvent notés HInd / Ind- ) particuliers car les espèces conjuguées
ont des teintes différentes. Pour les pH < pKA – 1 , l'indicateur
coloré a sa teinte acide. Pour les pH > pKA + 1 , l'indicateur
coloré a sa teinte basique.
Prenons l’exemple de l’hélianthine
dont la zone de virage est comprise
entre pKa – 1 et pKa + 1 environ
(soit entre 2,4 et 4,4 )
2- 2 Produit ionique de l’eau
Autoprotolyse de l’eau
La réaction d'autoprotolyse de l'eau est la réaction d’un acide particulier : l’eau (du couple H2O / HO-aq)
dans l’eau : H2O + H2O = HO-aq + H3O+aq
L'eau pure possède un pH = 7 à 25°C. Par conséquent les concentrations en ion oxonium et hydroxyde
sont à cette température : [H3O+] = [HO-] = 10-7 mol.L-1
La réaction d'autoprotolyse de l'eau est très limitée (son taux d'avancement final f est très inférieur à 1).
Produit ionique de l’eau Ke
La constante d'équilibre correspondant à l'autoprotolyse de l'eau est la constante d’acidité du couple
particulier H2O / HO-aq. Elle est notée Ke, et est appelée produit ionique de l'eau. À 25 °C , la valeur de
Ke est : Ke = [H3O+]eq[HO-]eq = 10-14 ce qui correspond à pKe = - log(Ke) = 14
Le produit ionique est donc également sans unité. Ke ne dépend pas des espèces chimiques en solution
aqueuse mais, comme les autres constantes d’acidité, de la température. Voir : calcul de Ke.
Exploitation du produit ionique de l’eau Ke : relation entre [H3O+]eq et [HO-]eq
Dans toute solution aqueuse, on pourra utiliser le produit ionique de l'eau pour relier [H3O+]éq et [HO-]éq
En effet, lorsque le pH d’une solution aqueuse sera différent de 7, les concentrations en ions oxonium et
hydroxyde seront différentes de 10 - 7 mol.L-1 mais leur produit reste égal à 10 - 14 (à 25 °C).
Ainsi, connaissant [H3O+]éq (par une mesure de pH par exemple), il sera facile d’en déduire [HO-]éq par la
relation [HO-]éq = 10-14 / [H3O+]éq ce qui reviendrait à utiliser [HO-]eq = 10(pH - pKe)
Ex : Si pH = 3, alors [H3O+]éq = 10-3 mol.L-1 et [HO-]éq = 10-11 mol.L-1
3- Réactions ACIDO - BASIQUES : DOSAGES (titrages)
3- 1 Constante d’équilibre : K d’une réaction acido - basique
Soient deux couples acide base A1 / B1 et A2 / B2 , de constante d'acidité respective KA1 , KA2.
Lors du mélange entre une solution d'acide A1 et de base B2
une réaction se produit : A1aq + B2aq = A2aq + B1aq
La constante d'équilibre K de cette réaction est :
3- 2 Dosages acido - basiques
Objectif d’un titrage
Un dosage est réalisé pour répondre à la question « combien ? ». Un titrage consiste à déterminer la
concentration (donc la quantité : n = C V ) d’un acide ou d’une base en solution.
Caractéristiques (critères) d’une réaction de dosage
Une réaction de dosage doit être spécifique, instantanée (très rapide) et totale (taux d'avancement τ peu
différent de 1, constante d'équilibre K > 103 ). De plus, il faudra détecter l’équivalence ( le Véq ).