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.com

Couples acide/base et pKa

💡 Idée principale : un couple acide/base AH/A⁻ est caractérisé par sa constante d’acidité Ka et son pKa. La relation pH=pKa+log⁡[A−][AH] donne l’espèce qui prédomine.
Étapes résumées
  1. Ka=[A−][H3O+][AH] ; pKa=−log⁡Ka.
  2. Plus pKa est petit, plus l’acide est fort.
  3. pH=pKa+log⁡[A−][AH].
  4. pH < pKa : AH prédomine ; pH > pKa : A⁻ prédomine.

Constante d’acidité

Formule
pH=pKa+log⁡[A−][AH]
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CouplepKa
HCOOH/HCOO⁻3,8
CH₃COOH/CH₃COO⁻4,8
NH₄⁺/NH₃9,2
H₂O/HO⁻14
H₃O⁺/H₂O0

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⁡[A−][AH]=5,8−4,8=1.
Le rapport vaut 10 : la base prédomine.

Utiliser la relation pH – pKa

3. Relation d’Henderson

pH=pKa+log⁡[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⁡[A−][AH]=3−4,8=−1,8, soit un rapport ≈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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