Équilibres acide-base
Chapitre 21
1 Pré requis
Pré requis
Ce cours fait référence à des notions vues dans le chapitre 2 : équilibres chimiques.
Si besoin, revoir les notions suivantes :
— activité d’une espèce chimique ;
— quotient réactionnel ;
— critère d’évolution d’un système chimique en fonction des conditions initiales ;
— condition d’équilibre d’un système chimique en réaction.
2 Définitions
2.1 Acide-base
Acide-base
Définition 2.1 (Acide, base de Brönsted). Un acide est une espèce capable …afficher plus de contenu…

Certaines espèces chimiques sont capables de céder (capter) plusieurs protons. Ce sont des polyacides (polybases).
Exemples 2.6. — Le dioxyde de carbone (CO2) qui donne H2CO3 dans l’eau est un diacide :
H2CO3(aq) + H2O(l) −−⇀↽−− HCO3
−(aq) + H3O
+(aq)
HCO3
−(aq) + H2O(l) −−⇀↽−− CO3
2−(aq) + H3O
+(aq)
couples H2CO3/HCO3
– et HCO3
– /CO3
2– .
— L’acide phosphorique H3PO4 est un triacide, couples : H3PO4/H2PO4
– ; H2PO4
– /HPO4
2–
et HPO4
2– /PO4
3– .
2.4 Ampholyte
Ampholyte
Définition 2.7 (Espèce amphotère). Une espèce chimique pouvant se comporter à la fois comme un acide et une base est un ampholyte (ou une espèce amphotère).
Exemples 2.8. — HCO3
– : base dans H2CO3/HCO3
– et acide dans HCO3
– /CO3
2– ;
— H2O : base dans H3O+/H2O et acide dans H2O/HO– …afficher plus de contenu…

Couples H3O+/H2O : pKa1 = 0 ;
H2O/HO– : pKa2 = 14, 0, NH4
+/NH3 : pKa3 = 9, 25 et l’acide chlorhydrique est un acide fort
HCl(aq) + H2O(l) −−→ H3O+(aq) + Cl– (aq).
Diagramme de prédominance : pH9, 25
0 14
NH4
+ NH3
H3O+ H2O HO–
Réaction quantitative (K > 1) : NH3(aq)+H3O+(aq) −−⇀↽−− NH4
+(aq)+H2O(l) et 0 < pHeq < 9, 25.
4Autoprotolyse de l’eau
Exemple 3.3 (Autoprotolyse de