Acide et base
Physique-Chimie Terminale
Définition
Selon Brønsted, un acide est une espèce capable de céder un proton $\text{H}^+$, et une base une espèce capable d'en capter un. À chaque acide correspond une base conjuguée au sein d'un couple acide/base noté $\text{AH}/\text{A}^-$. La force d'un acide en solution aqueuse est mesurée par sa constante d'acidité $K_A$ (ou son $\text{p}K_A = -\log K_A$).
Formule
$$K_A = \frac{[\text{A}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{AH}]}\qquad \text{pH} = \text{p}K_A + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{AH}]}$$
Exemple corrigé
Énoncé
L'acide éthanoïque $\text{CH}_3\text{COOH}$ a pour $\text{p}K_A = 4{,}8$. Dans une solution de pH $= 5{,}8$, déterminer la forme (acide ou basique) prédominante et le rapport des concentrations des deux espèces du couple.
Solution
On utilise la relation de Henderson-Hasselbalch :
$$\text{pH} = \text{p}K_A + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{AH}]}$$
D'où :
$$\log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{AH}]} = \text{pH} - \text{p}K_A = 5{,}8 - 4{,}8 = 1{,}0$$
Donc :
$$\frac{[\text{A}^-]}{[\text{AH}]} = 10^{1{,}0} = 10$$
Comme $\text{pH} > \text{p}K_A$, c'est la base conjuguée $\text{CH}_3\text{COO}^-$ qui prédomine :
$$\boxed{[\text{CH}_3\text{COO}^-] = 10\,[\text{CH}_3\text{COOH}]}$$
Erreurs classiques
- Confondre acide *fort* (totalement dissocié dans l'eau) et acide *faible* (dissociation partielle, équilibre régi par $K_A$).
- Inverser la règle de prédominance : pour $\text{pH} > \text{p}K_A$ c'est la base $\text{A}^-$ qui domine, pas l'acide.
Pour aller plus loin : le chapitre « Acides, bases, pH et titrages » (cours et exercices corrigés).