📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Définition de Brønsted : Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton $H^+$. Une base est capable d'en capter un.
- Couple acide/base : $AH/A^-$. La relation est $AH \rightleftharpoons A^- + H^+$.
- Produit ionique de l'eau : $K_e = [H_3O^+][HO^-] = 10^{-14}$ à 25°C.
- Constante d'acidité : $K_a = \frac{[A^-]{eq}[H_3O^+]{eq}}{[AH]_{eq}}$. On a $pK_a = -\log(K_a)$.
- Relation pH-pKa : $pH = pK_a + \log\left(\frac{[A^-]}{[AH]}\right)$.
- Taux d'avancement final : $\tau = \frac{x_f}{x_{max}}$. Si $\tau < 1$, la réaction est limitée.
Méthodes à maîtriser
- Calculer le pH d'une solution d'acide fort ($pH = -\log C$) ou de base forte ($pH = 14 + \log C$).
- Utiliser le diagramme de prédominance : si $pH < pK_a$, l'acide prédomine ; si $pH > pK_a$, la base prédomine.
- Déterminer le point d'équivalence par la méthode des tangentes ou la dérivée $dpH/dV_b$.
Exemples corrigés
- Calcul de pH d'un acide faible : Pour une solution d'acide éthanoïque à $10^{-2}$ mol/L ($pK_a = 4,8$), on utilise $pH = 0,5(pK_a - \log C) = 0,5(4,8 - (-2)) = 3,4$.
- Calcul de $\tau$ : $\tau = \frac{10^{-pH}}{C}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier que $K_e$ dépend de la température.
- Confondre l'équivalence (mélange stoechiométrique) et la demi-équivalence ($pH = pK_a$).
- Utiliser la formule $pH = pK_a + \log(base/acide)$ alors que le milieu n'est pas à l'équilibre.