Fiche de révision

Chimie

Couples acide/base et pKa

Chaque acide faible a une constante qui le caractérise : le pKa.

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Fiche de révision de Chimie : « Couples acide/base et pKa », proposée par ndolomath.comndolomath

Couples acide/base et pKa

💡 Idée principale : un couple acide/base AH/A⁻ est caractérisé par sa constante d’acidité

K_{a}

et son pKa. La relation

pH = pKa + \log \frac{[A^{-}]}{[AH]}

donne l’espèce qui prédomine.

Étapes résumées

$K_{a} = \frac{[A^{-}] [H_{3} O^{+}]}{[AH]}$ ; $pKa = - \log K_{a}$ .
Plus pKa est petit, plus l’acide est fort.
$pH = pKa + \log \frac{[A^{-}]}{[AH]}$ .
pH < pKa : AH prédomine ; pH > pKa : A⁻ prédomine.

Constante d’acidité

Formule

pH = pKa + \log \frac{[A^{-}]}{[AH]}

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Couple	pKa
HCOOH/HCOO⁻	3,8
CH₃COOH/CH₃COO⁻	4,8
NH₄⁺/NH₃	9,2
H₂O/HO⁻	14
H₃O⁺/H₂O	0

1. Comprendre le pKa

Le pKa mesure la force d’un acide faible. Plus le pKa est petit, plus l’acide cède facilement son proton : il est fort. Le pKa a aussi un sens simple : c’est le pH pour lequel l’acide et sa base conjuguée sont présents en quantités égales. En dessous, l’acide domine ; au-dessus, c’est la base.

Diagramme de prédominance

2. Prédominance selon le pH

À gauche de pKa (pH < 4,8) : CH₃COOH prédomine.

À droite : CH₃COO⁻ prédomine.

À pH = pKa : [AH] = [A⁻].

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Exemple guidé

Dans une solution d’acide éthanoïque à pH = 5,8, quel est le rapport [A⁻]/[AH] ?

Solution :

\log \frac{[A^{-}]}{[AH]} = 5, 8 - 4, 8 = 1

.
Le rapport vaut 10 : la base prédomine.

Utiliser la relation pH – pKa

3. Relation d’Henderson

pH = p K_{a} + \log \frac{[A^{-}]}{[AH]}

Exercice type

Dans le vinaigre de pH 3, quelle espèce domine ? Quel est le rapport $[A^{-}] / [AH]$ ? (pKa = 4,8)

Solution :
pH < pKa : l’acide éthanoïque AH prédomine.

\log \frac{[A^{-}]}{[AH]} = 3 - 4, 8 = - 1, 8

, soit un rapport

\approx 0,016

.

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À toi de jouer

1. Quel acide est le plus fort : pKa 3,8 ou 4,8 ?

2. À pH = pKa, comment sont [AH] et [A⁻] ?

3. pH = 3 pour le couple CH₃COOH/CH₃COO⁻ : quelle espèce prédomine ?

Réponses : pKa 3,8 · égales · CH₃COOH. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

pKa grand = acide faible.
Le log s’applique au rapport base/acide, dans cet ordre.
Ka n’a pas d’unité dans la convention usuelle.

Méthode

Compare pH et pKa pour savoir qui prédomine ; utilise la relation pour un rapport précis.

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Couples acide/base et pKa

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Constante d’acidité

1. Comprendre le pKa

Diagramme de prédominance

2. Prédominance selon le pH

Exemple guidé

Utiliser la relation pH – pKa

3. Relation d’Henderson

Exercice type

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