Définitions d'un acide et d'une base selon Bronsted :
- Un acide noté AH est une entité capable de céder un proton H+
- Une base notée A− est une entité capable de capter un proton H+
Remarque : Un ampholyte (ou espèce amphotère) est une espèce pouvant se comporter à la fois comme un acide et une base.
Réaction d'un acide avec l'eau
AH+H2O=A−+H3O+
La constante d'équilibre de cette réaction s'appelle la constante d'acidité et se note Ka
Ka=[H3O+]×[A−][AH]
pKa=−log(Ka)
Remarque : En chimie des solutions aqueuses, la lettre "p" signifie "-log"
Un acide ou une base sont dits forts s'ils réagissent totalement avec le solvant (par exemple, HCl est un acide fort, NH−2 est une base forte).
Ils sont dits faibles s'ils ne réagissent que partiellement avec le solvant (par exemple, CH3CO2H est un acide faible, NH3 est une base faible). La force d'un acide ou d'une base se mesure avec le pKa.
L'eau : un ampholyte
L'eau est impliquée dans deux couples acide/base :
H3O+/H2O et H2O/HO−
Autoprotolyse de l'eau :
2H2O=H3O++HO−
La constante d'équilibre de cette réaction s'appelle le produit ionique de l'eau et se note :
Ke,Ke=[H3O+]×[HO−]=10−14 à 25°C.
Définition du pH d'une solution:
pH=−log([H3O+]) avec [H3O+] en mol.L−1
Une solution est acide (resp. basique) si son pH < 7 (resp. pH > 7). Lorsque pH = 7 la solution est dite neutre.
Formule de Henderson :
pH=pKa+log([A−][AH])
Diagramme de prédominance :
Remarque : lorsque H=pKa alors [AH]=[A−].
Diagramme de distribution
Il est plus précis que le diagramme de prédominance car il présente l'évolution de la concentration des espèces en solution en fonction du pH.