Thème 1 : Constitution et transformations de la matière Séquence 9 : Comparer la force des acides et des bases

« Terminale spécialité Thème 1 : Constitution et transformations de la matière Séquence 9 : Comparer la force des acides et des bases Cours COMPARER LA FORCE DES ACIDES ET DES BASES I. REACTION AVEC L’EAU L’eau est une espèce amphotère qui peut réagir avec une base en jouant le rôle d’acide, ou avec un acide en jouant le rôle de base. 1) Produit ionique de l’eau Deux molécules d’eau peuvent réagir ensemble, l’une jouant le rôle d’acide et l’autre de base.

Cette transformation conduit à un équilibre chimique appelé autoprotolyse de l’eau, modélisé par l’équation : 2H2 O(ℓ) ⇄ H3 O+ (aq) + OH − (aq) La constante de cet équilibre est appelée produit ionique de l'eau : [H3 O+ ][OH − ] 𝐾𝑒 = (𝑐 0 )2 −14 A 25°C, 𝐾𝑒 = 1,0 × 10 . 2) Réaction d’un acide avec l’eau L’acide AH(aq) d’un couple acide-base AH(aq)/A− (aq), est susceptible de réagir avec l’eau, base du couple H3 O+ (aq)/H2 O(ℓ) : AH(aq) + H2 O(ℓ) ⇄ A− (aq) + H3 O+ (aq) Si cette transformation est quasi-totale (c’est-à-dire a un taux d’avancement final très proche de 1 ou 100 %), l’acide AH(aq)est dit fort.

Il ne peut alors pas exister en solution aqueuse. L’acide nitrique et l’acide chlorhydrique sont des acides forts. Dans le cas contraire, l’acide est dit faible. 3) Réaction d’une base avec l’eau La base A− (aq) d’un couple acide-base AH(aq)/A− (aq) est susceptible de réagir avec l’eau, acide du couple H2 O(ℓ)/OH− (aq). A− (aq) + H2 O(ℓ) ⇌ AH(aq) + OH − (aq) Si cette transformation est quasi-totale, la base A− (aq) est dite forte.

Elle ne peut alors pas exister en solution aqueuse. L’hydroxyde de sodium appelé soude est une base forte. Dans le cas contraire, la base est dite faible. 4) Acides faibles et bases faibles Un acide faible AH(aq) ne réagit pas totalement avec l’eau : la transformation conduit à un équilibre chimique. Une base faible A− (aq) ne réagit pas totalement avec l’eau : la transformation conduit à un équilibre chimique. II. FORCE DES ACIDES ET DES BASES 1) Constante d’acidité d’un couple acide-base La transformation d’un acide AH(aq) avec l’eau jouant le rôle de base conduit à un équilibre chimique modélisé par l’équation : AH(aq) + H2 O(ℓ) ⇄ A− (aq) + H3 O+ (aq) La constante d’équilibre associée est appelée constante d’acidité du couple AH(aq)/A− (aq), notée : [H3 O+ ]𝑒𝑞 [A− ]𝑒𝑞 𝐾𝐴 = [AH]𝑒𝑞 𝑐 0 Pour chaque couple acide-base, on associe à la constante d’acidité la grandeur 𝑝𝐾𝐴 , donnée par la relation 𝑝𝐾𝐴 = −𝑙𝑜𝑔 𝐾𝐴 Le 𝑝𝐾𝐴 du couple associé à un acide fort est négatif ou nul. Le 𝑝𝐾𝐴 du couple associé à une base forte est supérieur ou égal à 𝒑𝑲𝒆 . Le 𝑝𝐾𝐴 d’un couple acide faible / base faible est compris entre 0 et 𝑝𝐾𝑒 . 2) Echelle de force d’un acide ou d’une base Un acide faible AH(aq) est d’autant plus fort que le taux d’avancement de sa réaction avec l’eau est grand. 1 Une.... »