Réaction acido-basique

On considère une solution d’acide benzoïque $C_{6} H_{5} COOH$ de concentration $C = 1 0^{- 2} mol. L^{- 1}$ et de volume V=100ml le PH de cette solution égale à 3,1
$C_{6} H_{5} COOH + H_{2} O ⇌ C_{6} H_{5} COO^{-} + H_{3} O^{+}$

Avancement maximal et avancement final

Avancement maximal

$C V - x_{m a x} = 0$
$x_{m a x} = C V$

Avancement final

$[H_{3} O^{+}] = \frac{n _{f} ( H _{3} O ^{+} )}{V} = \frac{x _{f}}{V}$
$x_{f} = [H_{3} O^{+}] \times V = 1 0^{- P H} \times V$

Le taux d’avancement

$τ = \frac{x _{f}}{x _{m a x}}$

Le produit ionique de l’eau

$K_{e} = [H_{3} O^{+}]_{e q} [H O^{-}]_{e q}$

Constante d’acidité $K_{A}$ du couple acide / base

La constante d’acidité $K_{A}$ est la constante d’équilibre associée à l’équation de la réaction d’un acide avec l’eau (elle ne dépend que de la température)
$K_{A} = \frac{[ B a se ] _{e q} [ H _{3} O ^{+} ] _{e q} q}{[ A c i d e ] _{e q}}$

Relation entre pH d’une solution et $P K_{A}$

$K_{A} = \frac{[ B ] _{e q} [ H _{3} O ^{+} ] _{e q}}{[ A H ] _{e q}}$
$K_{A} = [H_{3} O^{+}]_{e q} \cdot \frac{[ B ] _{e q} q}{[ A H ] _{e q}}$

$- lo g (K_{A}) = - lo g ([H_{3} O^{+}]_{e} q \cdot \frac{[ B ] _{e} q}{[ A ] _{e q}})$
$P K_{A} = - lo g ([H_{3} O^{+}]_{e q}) - lo g (\frac{[ B ] _{e} q}{[ A H ] _{e q}}) ∣$
$P H = P K_{A} + lo g (\frac{[ B ]}{[ AH ]})$

Constante d’équilibre K des réactions acido-basiques

$C_{6} H_{5} COOH + H_{2} O ⇌ C_{6} H_{5} COO^{-} + H_{3} O^{+}$
$K_{A} = \frac{[ C _{6} H _{5} COO ^{-} ] _{e q} [ H _{3} O ^{+} ] _{eq} q}{[ C _{6} H _{5} COOH ] _{e q}}$
$K = \frac{[ C _{6} H _{5} COO ^{-} ] _{e q} [ H _{3} O ^{+} ] _{e q} q}{[ C _{6} H _{5} COOH ] _{e q}}$

Constante d’équilibre K des réactions acido-basiques

$C_{6} H_{5} COO^{-} + HCOOH ⇌ HCOO^{-} + C_{6} H_{5} COOH$
$K_{A 1} = \frac{[ C _{6} H _{5} COO ^{-} ] _{e q} [ H _{3} O ^{+} ] _{e q} q}{[ C _{6} H _{5} COOH ] _{e q}}$
$K_{A 2} = \frac{[ H C O O ^{-} ] e ^{'} q [ H 3 O ^{+} ] e ^{'} q}{[ H C O O H ] _{e q}}$
$K = \frac{[ C _{6} H _{5} COOH ] _{e q} [ HCOO ^{-} ] _{e q}}{[ C _{6} H _{5} COO ^{-} ] _{e ˊ q} [ HCOOH ] _{e q} q}$
Réaction d’une base avec l’eau
$A^{-} + H_{2} O ⇌ A H + H O^{-}$

Comportement des acides dans une solution aqueuse

Un acide $A_{1}$ est plus fort qu’un acide $A_{2}$ si, à concentration égale, le taux d’avancement final de sa réaction avec l’eau est plus grand $τ_{1} > τ_{2}$

Comportement des bases dans une solution aqueuse

Une base $B_{1}$ est plus forte qu’une base $B_{2}$ si, à concentration égale, le taux d’avancement final de sa réaction avec l’eau est plus grand $τ_{1} > τ_{2}$

Domaines de prédominance et diagrammes de distribution

Domaines de prédominance des espèces d’un couple acide / base

$P H = P K_{A} + lo g (\frac{[ B ]}{[ A H ]})$

$P H$

$P K_{A}$ La base est prédominante

Diagramme de distribution

Le diagramme de distribution d’un couple acide-base montre la répartition des deux formes acide et basique d’un couple acide-base en fonction du pH.
Ce diagramme permet de calculer $P K_{A}$

Réaction acido-basique

Avancement maximal et avancement final

Avancement maximal

Avancement final

Le taux d’avancement

Le produit ionique de l’eau

Constante d’acidité KA​ du couple acide / base

Relation entre pH d’une solution et PKA​

Constante d’équilibre K des réactions acido-basiques

Constante d’équilibre K des réactions acido-basiques

Comportement des acides dans une solution aqueuse

Comportement des bases dans une solution aqueuse

Domaines de prédominance et diagrammes de distribution

Domaines de prédominance des espèces d’un couple acide / base

Diagramme de distribution

Constante d’acidité $K_{A}$ du couple acide / base

Relation entre pH d’une solution et $P K_{A}$