Définition
Acide
Une substance capable de libérer un proton (H+) dans une solution.
Base
Une substance capable de capter un proton (H+) dans une solution.
pH
Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution, calculé comme -log[H+].
pKa
Le logarithme négatif de la constante de dissociation de l'acide, indique la force d'un acide faible.
Ka
Constante d'acidité, mesure de la dissociation d'un acide dans l'eau.
Ke
Produit ionique de l'eau, égale à [H+][OH-].
pKe
Logarithme négatif du produit ionique de l'eau.
Les Forces des Acides et des Bases
Les acides et les bases peuvent être classés en fonction de leur capacité à dissocier ou capter des protons. Un acide fort est totalement dissocié dans une solution aqueuse, comme l'acide chlorhydrique (HCl). Un acide faible, comme l'acide acétique (CH3COOH), ne se dissocie que partiellement. De même, une base forte, comme l'hydroxyde de sodium (NaOH), capte tous les protons disponibles, alors qu'une base faible, comme l'ammoniac (NH3), n'en capte qu'une portion.
Transformation Acide-Base
Les transformations acide-base, également appelées réactions de neutralisation, impliquent le transfert de protons d’un acide vers une base. Un exemple typique est la réaction entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium, produisant du chlorure de sodium et de l'eau: HCl + NaOH → NaCl + H2O. Cette transformation résulte dans la formation d'eau et le sel correspondant.
Formules Importantes
Équation du pH: Le pH = -log[H+]. C’est un moyen de quantifier la concentration en ions hydrogène dans une solution.
Équation du pKa: Le pKa est la mesure de la force d’un acide faible, défini par pKa = -log(Ka).
Équation du produit ionique de l'eau (Ke): Ke = [H+][OH-], une constante à 25°C ayant une valeur de 1,0 x 10^(-14).
Échelle du pKe: pKe = -log(Ke) et généralement égal à 14 à 25°C.
Démonstrations:
Étape 1: Pour dériver le pH, commencez avec la définition de
[H+] = 10^(-pH).
Étape 2: Ka est la constante d’équilibre pour l’acide HA -> H+ + A-. L’expression de Ke = [H+][OH-] découle de l’autoionisation de l’eau: H2O ↔ H+ + OH-. Aanalyser cette formule donne à pKe sa valeur calculée.
A retenir :
Les concepts clés pour comprendre la chimie des acides et des bases incluent leurs définitions en termes de transfert de proton, ainsi que leurs forces qui déterminent l'étendue de ces transferts. Les acides forts et faibles diffèrent grandement par leur capacité à se dissocier, tandis que les bases fortes sont capables de capter plus efficacement des protons comparées aux bases faibles. Les transformations acide-base aboutissent à la neutralisation, et plusieurs formules telles que le pH, pKa, et Ke sont utilisées pour quantifier ces aspects dans les solutions aqueuses.
