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Catégorie :Category: nCreator TI-Nspire
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Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a5367
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Fichier Nspire généré sur TI-Planet.org.
Compatible OS 3.0 et ultérieurs.
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Constantedacidité dun couple acide / base I Autoprotolyse deleau 1) Définition Leau pure quicontient normalement que de leau a un pH = 7 (à 25 °C ). Daprès la définitiondu pH : . Cest-à-dire quil y a présence dions oxonium dans leaupure. Ces ions oxonium proviennent de la réaction dautoprotolyse de leau. possède un caractèreacide . possède un caractèrebasique . On a donc laréaction en solution aqueuse : . Cest la réaction d autoprotolysede leau . A 25°C : et 2) Cette transformation est-elle avancéeou peu avancée ? On considère 1,0 L deau. Construction dun tableaudavancement : E.I n 0 0 E.C n-2x x x E.F n-2x f x f x f Quantité de matière initiale n : Détermination de x max : Le réactiflimitant est . Détermination de x f : Daprès letableau davancement : Détermination de : très petit devant 1. La réactiondautoprotolyse de leau est une transformation très limitée. Remarque : Généralement,on ne tiendra pas compte de lapport en ion oxonium et hydroxyde par cetteréaction parasite. 3) Le produit ionique de leau K e Le produit ionique de leau est la constantedéquilibre de la réaction dautoprotolyse de leau. K e est indépendant des conditions initiales, il ne dépend que de la température. A 25°C : . Généralement,on travaille avec pK e . Pardéfinition, . A 25°C : 4) Léchelle de pH Du point de vue acide / base. Unesolution neutre est telle que : A 25°C : pK e = 14 donc pH = 7 A 0°C : pK e = 15 donc pH = 7,5 Unesolution acide est telle que : A 25 °C : solution acide si . A 0 °C : solution acide si . Unesolution basique est telle que : A 25 °C : solution basique si . A 0 °C : solution acide si II La constante dacidité 1) Définition La constante dacidité est la constantedéquilibre de la réaction dun acide avec leau. K a : constante déquilibre dela réaction dun acide avec leau. et : . . A chaque couple acide/base on associe uneconstante dacidité K a . On définit aussi : . Exemple : acide benzoïque. . Equation de la réaction de cet acide avecleau : . . A 25 °C : ; . 2) Relationentre pH et pK a A partir de la constante dacidité : 3) Lescouples de leau Premiercouple : H 3 O + / H 2 O Equation de la réaction de lacide avec leau : . donc . Deuxième couple H 2 O / HO - : Equation de laréaction de lacide avec leau : . donc . : (à 25 °C ). III Comportement desacides en solutions aqueuses Soient trois acides différents ensolution de même concentration en soluté apporté . 1) Acide éthanoïque : CH 3 COOH. 2) Acideméthanoïque : HCOOH. 3) Acidechlorhydrique : . On mesure le pH de chacune de ces solutions : , , . Calculons le taux davancementfinal de chacune de ces transformations et la constante dacidité de chacun descouples. HA aq + H 2 O (l) = A - aq + H 3 O + aq Quantités de matières en mol E.I 0 n S O L V A N T 0 0 E.C x n-x x x E.F xf n-x f x f x f Expression de : . Daprès le tableau davancement : . Le réactif limitant est HA (H 2 O est le solvant). . Donc . Expression de K a : . Daprès le tableau davancement : . . Donc . ; ; . ; ; . ; ; en solution aqueuse. Plus la constante dacidité est grande plus lacide est dissocié avecleau. On peut donc classer les acides selon leur constante dacidité ou leurpK a . Plus K a est grand, plus lacide est « fort »,cest-à-dire plus il est dissocié dans leau. Plus lacide est« fort », plus son pK a est petit et proche de 0. IV Comportement des bases en solutions Une base est dautant plus « forte » que la constante daciditédu couple correspondant est petite ou que le pK a est grand. Une base est dautant plus « forte » que sa réaction avec leauest avancée. Les acides « forts » tels que HCl et HNO 3 nexistentpas dans leau. Lacide chlorhydrique (solution aqueuse) : : . Lacide nitrique : : . V Diagramme deprédominance Distribution des espèces acides et basiques 1) Définition Une espèce Aest prédominante devant une espèce B si . 2) Domaine de prédominance On considère le couple acide/base . On cherche à trouver le domaine de pH surlequel HA prédomine sur A - . Daprès la relation , si HA prédomine sur A - , cest-à-dire donc donc donc . Conclusion : (HA prédomine sur A - )si . Inversement, si A - prédomine surHA, cest-à-dire donc donc donc . Conclusion : (A - prédomine sur HA) si . Si donc .
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Constantedacidité dun couple acide / base I Autoprotolyse deleau 1) Définition Leau pure quicontient normalement que de leau a un pH = 7 (à 25 °C ). Daprès la définitiondu pH : . Cest-à-dire quil y a présence dions oxonium dans leaupure. Ces ions oxonium proviennent de la réaction dautoprotolyse de leau. possède un caractèreacide . possède un caractèrebasique . On a donc laréaction en solution aqueuse : . Cest la réaction d autoprotolysede leau . A 25°C : et 2) Cette transformation est-elle avancéeou peu avancée ? On considère 1,0 L deau. Construction dun tableaudavancement : E.I n 0 0 E.C n-2x x x E.F n-2x f x f x f Quantité de matière initiale n : Détermination de x max : Le réactiflimitant est . Détermination de x f : Daprès letableau davancement : Détermination de : très petit devant 1. La réactiondautoprotolyse de leau est une transformation très limitée. Remarque : Généralement,on ne tiendra pas compte de lapport en ion oxonium et hydroxyde par cetteréaction parasite. 3) Le produit ionique de leau K e Le produit ionique de leau est la constantedéquilibre de la réaction dautoprotolyse de leau. K e est indépendant des conditions initiales, il ne dépend que de la température. A 25°C : . Généralement,on travaille avec pK e . Pardéfinition, . A 25°C : 4) Léchelle de pH Du point de vue acide / base. Unesolution neutre est telle que : A 25°C : pK e = 14 donc pH = 7 A 0°C : pK e = 15 donc pH = 7,5 Unesolution acide est telle que : A 25 °C : solution acide si . A 0 °C : solution acide si . Unesolution basique est telle que : A 25 °C : solution basique si . A 0 °C : solution acide si II La constante dacidité 1) Définition La constante dacidité est la constantedéquilibre de la réaction dun acide avec leau. K a : constante déquilibre dela réaction dun acide avec leau. et : . . A chaque couple acide/base on associe uneconstante dacidité K a . On définit aussi : . Exemple : acide benzoïque. . Equation de la réaction de cet acide avecleau : . . A 25 °C : ; . 2) Relationentre pH et pK a A partir de la constante dacidité : 3) Lescouples de leau Premiercouple : H 3 O + / H 2 O Equation de la réaction de lacide avec leau : . donc . Deuxième couple H 2 O / HO - : Equation de laréaction de lacide avec leau : . donc . : (à 25 °C ). III Comportement desacides en solutions aqueuses Soient trois acides différents ensolution de même concentration en soluté apporté . 1) Acide éthanoïque : CH 3 COOH. 2) Acideméthanoïque : HCOOH. 3) Acidechlorhydrique : . On mesure le pH de chacune de ces solutions : , , . Calculons le taux davancementfinal de chacune de ces transformations et la constante dacidité de chacun descouples. HA aq + H 2 O (l) = A - aq + H 3 O + aq Quantités de matières en mol E.I 0 n S O L V A N T 0 0 E.C x n-x x x E.F xf n-x f x f x f Expression de : . Daprès le tableau davancement : . Le réactif limitant est HA (H 2 O est le solvant). . Donc . Expression de K a : . Daprès le tableau davancement : . . Donc . ; ; . ; ; . ; ; en solution aqueuse. Plus la constante dacidité est grande plus lacide est dissocié avecleau. On peut donc classer les acides selon leur constante dacidité ou leurpK a . Plus K a est grand, plus lacide est « fort »,cest-à-dire plus il est dissocié dans leau. Plus lacide est« fort », plus son pK a est petit et proche de 0. IV Comportement des bases en solutions Une base est dautant plus « forte » que la constante daciditédu couple correspondant est petite ou que le pK a est grand. Une base est dautant plus « forte » que sa réaction avec leauest avancée. Les acides « forts » tels que HCl et HNO 3 nexistentpas dans leau. Lacide chlorhydrique (solution aqueuse) : : . Lacide nitrique : : . V Diagramme deprédominance Distribution des espèces acides et basiques 1) Définition Une espèce Aest prédominante devant une espèce B si . 2) Domaine de prédominance On considère le couple acide/base . On cherche à trouver le domaine de pH surlequel HA prédomine sur A - . Daprès la relation , si HA prédomine sur A - , cest-à-dire donc donc donc . Conclusion : (HA prédomine sur A - )si . Inversement, si A - prédomine surHA, cest-à-dire donc donc donc . Conclusion : (A - prédomine sur HA) si . Si donc .
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