Tout ce qu'il faut retenir

1. Réactions chimiques par échange de protons

2. Le pH
pH = 2,8
= -log(2,4.10-11) = 10,6
[ H 3 O + ]=10− pH
pH =−log [ H 3 O + ]
+
[H 3O ]
= 10-2,8 = 1,6.10-3 mol.L-1
[ H 3 O + ]=
= 10-14 / 4,2.10-4 = 2,4.10-11 mol.L-1
Ke
[H O ]
[ H O - ]=
[ H 3 O + ]⋅[ H O - ]= Ke=10−14
-
[H O ]
Ke
[ H 3O+ ]
= 10-14-2,8 = 6,3.10-12 mol.L-1
= 4,2.10-4 mol.L-1

3. Un acide et une base selon Brønsted
acide est une espèce qui peut libérer un proton, H+,
«unune base une espèce qui peut capter un proton, H+.
et
»
AH / AAH = A- + H+
Brønsted, 1879-1949
NH 3 H O +
3
HO Acides
Bases
H 2 O CH CO H
2
CH 3 COacide ET base + 3
2
NH
= ampholyte 4
Compétence exigible :
Reconnaître un acide, une base dans la théorie de Brönsted.

4. Réactions avec l'eau
acide + eau
ions oxonium + base
totale :
+
H 2 SO 4( aq) + H 2 O (l ) → H 3 O (aq) + H SO -4 (aq)
Acide fort
+
Partielle : CH 3 CO 2 H (aq)+ H 2 O (l ) ⇋ H 3 O (aq)+CH 3 CO 2 H (aq) Acide faible
base + eau
ions hydroxyde + acide
totale :
+
+
NaOH ( aq) → Na + HO(aq)
Base forte
4+
Partielle : NH 3( aq)+ H 2 O (l ) ⇋ HO - + NH (aq)
(aq)
Base faible
Compétence exigible :
Utiliser les symbolismes →, ← et ⇋ dans l’écriture des réactions
chimiques pour rendre compte des situations observées.

5. Pka - Acide faible
Couple caractérisé par son pKa :
-
CH 3 CO 2 H ( aq) /CH 3 CO 2(aq) pKa = 4,8 à 25°C
Diagramme de prédominance
2
7
4,8
CH 3 CO 2 H (aq) prédomine
CH 3 CO 2 (aq) prédomine
-
[CH 3 CO 2 H (aq) ]<[CH 3 CO 2( aq)]
pH=7
pH=2
pH
-
[CH 3 CO 2 H (aq) ]>[CH 3 CO 2( aq)]
Compétence exigible :
Identifier l’espèce prédominante d’un couple acide-base connaissant
le pH du milieu et le pKa du couple.

6. Pka - Acide faible
Couple caractérisé par son pKa :
CH 3 CO 2 H (aq) /CH 3 CO -2 (aq) pKa = 4,8 à 25°C
2
7
4,8
CH 3 CO 2 H (aq) prédomine
-
[CH 3 CO 2 H ( aq) ]>[CH 3 CO 2( aq)]
pH
CH 3 CO 2 (aq) prédomine
-
[CH 3 CO 2 H (aq) ]<[CH 3 CO 2( aq)]
Définition du pKa ?
+
[ Base][ H 3 O ]
où Ka=
pKa=−log ( Ka)
[acide ]
pH = pKa+log (
pH=7
-
[CH 3 CO 2( aq) ]
7−4,8
2
=10
=1,6⋅10 >1
[CH 3 CO 2 H (aq) ]
pH=2
2( aq)
[CH 3 CO
]
2−4,8
-3
=10
=1,6⋅10 <1
[CH 3 CO 2 H (aq)]
Pas à connaître
[ Base ]
)
[acide ]
Mais à savoir utiliser !
log (
[ Base ]
)= pH − pKa
[acide]
[ Base]
=10 pH − pKa
[acide ]

7. Acide fort
Solution d'acide fort AH de concentration en soluté apportée égale à c
-
+
Réaction totale
AH (aq) + H 2 O (l) → A(aq )+ H 3 O(aq)
ni ( AH ( aq))=c.V
Ce qui a été introduit
+
n f ( H 3 0(aq))=c.V
Ce qui est produit
+
n f ( H 3 0(aq ))
[ H 3 0(+aq)]=
=c
V
c = 3,6.10-4 mol.L-1
Compétence exigible :
Calculer le pH d’une solution aqueuse
d’acide fort ou de base forte de
concentration usuelle.
+
pH =−log([ H 3 O ])
pH =−log (c)
pH = - log(3,6.10-4 ) → pH = 3,4

8. Base forte
Solution de base forte B de concentration en soluté apportée égale à c
+
-
Réaction totale
B( aq) + H 2 O( l) → BH (aq)+ H O(aq)
ni ( B( aq))=c.V
-
n f ( H0(aq))=c.V
Ce qui a été introduit
Ce qui est produit
-
n f ( H0 (aq))
[ H0 -(aq )]=
=c
V
c = 3,6.10-4 mol.L-1
Compétence exigible :
Calculer le pH d’une solution aqueuse
d’acide fort ou de base forte de
concentration usuelle.
[ H 3 O + ]=
Ke
Ke
=
[ H O- ] c
+
(
log
−
H=
p
[H
O
3
])
pH = pKe +log (c)
pH = 14 + log(3,6.10-4 ) = 11,6

9. Titrage pH-métrique
Ex : titrage d'une solution d'acide chlorhydrique par de la soude (hydroxyde de sodium)
HCl
NaOH
base forte
Acide fort
+
H 3 O (aq )+Cl -(aq)
+
Na(aq)+ HO -(aq)
H 3 O (+aq) + HO(- aq) → 2 H 2 O (l )
Réaction support du titrage
Rapide Totale

10. Détermination équivalence
À l'équivalence,
VE = 11,1 mL
pH = 6,8
6,8
11,1

11. Détermination de la concentration
Équivalence = réactifs introduits dans les proportions stœchiométriques
H 3 O (+aq) + HO(- aq) → 2 H 2 O (l )
1 mole d'ions oxonium réagit avec 1 mole d'ions hydroxyde
néq ( H 3 O + )=néq ( HO - ) Dans les proportions stœchiométriques
+
-
[ H 3 O ]i⋅V i =[ HO ]0⋅V éq
[ HO - ]0⋅V éq
+
[ H 3 O ]i =
Vi
NaOH : c0 = 1,00.10-2 mol.L-1
HCl :Vi = 10,0 mL
À l'équivalence,
VE = 11,1 mL
[ H 3 O + ]i =1,11⋅10−2 mol.L−1
Compétence exigible :
Je sais déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une
grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la
santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.