Acide fort – Base forte Acide faible – Base forte Acide fort – Base faible

PROF : SFAXI SALAH ESSENTIEL DOSAGE ACIDO-BASIQUE LYCEE BEB IL KHADRA

Les réactions acide-base

Acide fort – Base forte Acide faible – Base forte Acide fort – Base faible

C o urbe

Obs er v a ti o n s

• Faible variation de pH avant et après l’équivalence.

• Saut brusque de pH au voisinage du point d’équivalence.

• La courbe admet un point d’inflexion, c’est le point d’équivalence E.

• pH

E

= 7 la solution est neutre à l’équivalence.

• Faible variation de pH avant et après l’équivalence.

• Saut brusque de pH au voisinage du point d’équivalence.

• La courbe admet deux points

d’inflexion, le point d’équivalence E et le point de demi-équivalence E

1/2

.

• pH

E

> 7 la solution est basique à l’équivalence.

• Faible variation de pH avant et après l’équivalence.

• Chute brusque de pH au voisinage du point d’équivalence.

• La courbe admet deux points

d’inflexion, le point d’équivalence E et le point de demi-équivalence E

1/2

.

• pH

E

< 7 la solution est acide à l’équivalence.

Equa ti o n d e l a réa ct io n

H

3

O

⁺

+ OH

^-

→ 2H

2

O Cette réaction est totale car :

K= [ ].[ ]

1

3

−

+

OH

O

H = 10

¹⁴

à 25 °C donc K>>1.

AH + OH

^-

→ A

^-

+ H

2

O Cette réaction est totale car :

K= [ ].[ ]

] [

−

−

OH AH

A =

] ].[

].[

[

] ].[

[

3 3

+

− +

−

O H OH AH

O H

A =

e a

K

K = 10

^pKe−pKa

=10

^14-4,8

=1,58.10

⁹

à 25 °C donc K>>1.(dans notre cas le pKa = 4,8)

B + H

3

O

⁺

→ BH

⁺

+ H

2

O Cette réaction est totale car :

K= [ ].[ ] ] [

3 + +

O H B

BH = K

a

1 = 10

^pKa

=10

^9,2

=1,58.10

⁹

à 25 °C donc K>>1 .(dans notre cas le pKa = 9,2)

pH

E

V

aE Va(mL )

pH

base

pKa E

1/2

pH

E

V

bE

pH

acid e

pKa

V

bE

/ 2 E

1/2

pH

E

V

bE Vb

pH

acide

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point d’ équiv al e

nce

C a V a = C b V bE C a V a = C b V bE C a V aE = C b V b

Au po int d’ équ iv al ence E

Au point d’équivalence : n

a

= n

b

La réaction est totale et la quantité d’ions H

3

O

⁺

provenant de l’acide est égale à la quantité d’ions OH

^-

provenant de la base versée à l’équivalence, on alors disparition totale de ces ions.

Si l’acide utilisé est l’acide chlorhydrique (H

3

O

⁺

+ Cl

^-

) et la base utilisée est la soude (Na

⁺

+ OH

^-

), les concentrations des espèces chimiques présentes au point

d’équivalence :

**/ [H

3

O

⁺

] = [OH

^-

] = 10

^-7

mol.L

^-1

car ces ions proviennent de l’autoprotolyse de l’eau (ou ionisation propre de l’eau).

**/ [Na

⁺

] = n(Na

⁺

) /(Va + VbE) = CbV

bE

/(Va + V

bE

)

**/ [Cl

^-

] = n(Cl

^-

) /(Va + VbE) = CaV

a

/(Va + V

bE

) = [Na

⁺

]

Au point d’équivalence : n

a

= n

b

La réaction est totale et la quantité d’acide AH est égale à la quantité d’ions OH

^-

provenant de la base versée à l’équivalence, on alors disparition totale de AH et de OH

^-

d’où

y

f

=

^{CaVa/(Va+VbE) = CbVbE/(Va+VbE) =}

[A

^-

]

Si la base utilisée est la soude (Na

⁺

+ OH

^-

), la concentration des ions Na

⁺

au point d’équivalence :

**/ [Na

⁺

] = n(Na

⁺

) /(Va + V

bE

)

= CbV

bE

/(Va + V

bE

) = [A

^-

]

= CaV

a

/(Va + V

bE

)

donc au point d’équivalence on a un sel (Na

⁺

+ A

^-

) à caractère basique de

concentration molaire c= CaV

a

/(Va + V

bE

) et de

pH E =1/2(pKa+pKe+logc)

Au point d’équivalence : n

a

= n

b

La réaction est totale et la quantité de base B est égale à la quantité d’ions H

3

O

⁺

provenant de l’acide versé à l’équivalence, on alors disparition totale de B et de H

3

O

⁺

d’où

y

f

=

aE b

aE a

V V

V C

+

⁼ _{b aE}

b b

V V

V C

+

⁼

[

BH⁺

] Si l’acide utilisé est (H

3

O

⁺

+ Cl

^-

), la concentration des ions Cl

^-

au point d’équivalence :

**/ [Cl

^-

] = n(Cl

^-

) /(V

b

+ V

aE

)

= CaV

aE

/(V

b

+ V

aE

) = [

BH⁺

]

= CbV

b

/(V

b

+ V

aE

)

donc au point d’équivalence on a un sel (

BH⁺

+ Cl

^-

) à caractère acide de

concentration molaire c= CaV

aE

/(V

aE

+V

b

) et de

pH E =1/2(pKa - logc)

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A u p o int de dem i- équi v a lence E

1/2

Il n’y a pas de point de demi-équivalence

Au point de demi équivalence, le volume du mélange est V

a

+ V

bE

/ 2 et le nombre de mole :

d’acide est n

a

=C

a

V

a

.

de base versée est n

b

= C

b

V

bE

/ 2

équation de la

réaction

AH + OH

^–

⎯→ A

^-

+ H

2

O

état du système

Avanc^ent y état

initial y=0

2

bE

/

a a a

V V

V C

+ / 2

2 /

bE a

bE b

V V

V C

+

^{0 excès}

état

final yf _{a bE}

/ 2

a a

V V

V C

+

⁻

yf

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+

⁻

yf

yf excès

n(OH

^-

) < n(AH), la réaction est totale donc OH

^-

est le réactif limitant d’où :

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+

⁻

y

f

= 0 donc y

f

=

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+ = [A

^-

].

Or [AH] =

2

bE

/

a a a

V V

V C

+ ^{- y}

^f

=

2

bE

/

a a a

V V

V C

+ -

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+ et comme CaVa = C

b

V

bE

on aura : [AH] =

2

bE

/

a bE b

V V

V C

+ -

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+ =

2 / 2 /

bE a

bE b

V V

V C

+ =[A

^-

] et on a Ka =

] [

] ][

[

₃

AH O H A

^{− +}

=[ H

3

O

⁺

] -logKa= -log[ H

3

O

⁺

] donc pH

E1/2

= pKa

Au point de demi équivalence, le volume du mélange est V

b

+ V

aE

/ 2 et le nombre de mole :

de base est n

b

= C

b

V

b

d’acide versée est n

a

= C

a

V

aE

/ 2.

équation de la

réaction

B + H

3

O

⁺

⎯→ BH

⁺

+ H

2

O

état du système

Avanc^ent y état

initial y=0

2

aE

/

b b b

V V

V C

+ / 2

2 /

aE b

aE a

V V

V C

+

^{0 excès}

état

final yf _{b aE}

/ 2

b b

V V

V C

+

⁻

yf

2 / 2 /

aE b

aE a

V V

V C

+

⁻

yf

yf excès

n(H

3

O

⁺

) < n(H

3

O

⁺

), la réaction est totale donc H

3

O

⁺

est le réactif limitant d’où :

/ 2 / 2

a aE

b aE

C V

V + V

⁻

y

f

= 0 donc y

f

= / 2 / 2

a aE

b aE

C V

V + V ^{= [BH}

⁺

^].

Or [B] =

2

aE

/

b b b

V V

V C

+ - y

f =

2

aE

/

b b b

V V

V C

+ - ^{/ 2}

/ 2

a aE

b aE

C V

V + V et comme CaVa

E

= C

b

V

b

on a aura :

[B]= / 2

/ 2

a aE

b aE

C V

V + V

⁼

[BH

⁺

].

Ka = ^{[ ][}

³

^]

[ ]

B H O BH

+

+ =[H3O⁺]

-logKa= -log[ H

3

O

⁺

] donc pH

E1/2

= pKa

pH

E1/2

= pKa