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Force des acides et des bases

Réaction d’un acide ou d’une base avec l’eau

La constante d’équilibre de la réaction d’autoprotolyse de l’eau (ci-dessous) est appelée produit ionique de l’eau et notée $\rm Ke$ .

$\rm \color{green}{H_2O(I)} \color{blue}{~+~} \color{red}{H_2O(I)} \color{blue}{~=~} \color{green}{H_3O^+_{(aq)}} \color{blue}{~+~} \color{red}{HO^-_{(aq)}}$

$\color{red}{\boxed{\begin{array}{ll}\color{black}{\rm Ke = [H_3O^+]_{éq} \times [HO^-]_{éq}}\\ \color{black}{\rm Ke= \color{red}{10^{-14}} \color{black}{\text{ à 25°C}}}\\ \color{black}{\rm \Rightarrow pKe = -\log (Ke) = \color{red}{14}}.\end{array}}}$

Solutions d’acide ou de base

Un acide $\rm AH$ est dit fort s’il réagit totalement avec l’eau.

$\rm AH_{(aq)} + H_2O \rightarrow A^-_{(aq)} + H_3O^+_{(aq)}$

Ces réactions sont caractérisées par une flèche simple entre les réactifs et les produits.
Une base $\bf A^-$ est dite forte si elle réagit totalement avec l’eau.
Le pH d’une solution d’acide fort de concentration $\rm C$ (en $\rm mol.L^{-1}$ ) est : $\bf pH = -\log (C)$
Le pH d’une solution de base forte de concentration $\rm C$ (en $\rm mol.L^{-1}$ ) est : $\bf pH = pKe + \log (C)$ .

Un acide $\rm AH$ est dit faible s’il ne réagit pas totalement avec l’eau :

$\rm AH_{(aq)} + H_2O \leftrightarrows A^-_{(aq)} + H_3O^+_{(aq)}$

Une base $\rm A^-$ est dite faible si elle ne réagit pas totalement avec l’eau.

Chaque couple acide faible / base faible est caractérisé par une grandeur sans dimension nommée « constante d’acidité », notée $\bf K_A$ , du couple $\rm AH / A^-$ :

$\displaystyle \rm K_A = \frac{[H_3O^+]_{eq}\cdot [A^-]_{eq}}{[AH]_{eq}}$ avec $\color{plum}{\boxed{\begin{array}{ll}\color{black}{\text{[Concentration] en } \rm mol.L^{-1}}\\ \color{black}{\rm K_A \text{ sans dimension}}\end{array}}}$

$\rm pK_A = -\log K_A$ et $\rm K_A = 10^{-pK_A}$