I. Définitions (Brönsted)
Acide : espèce chimique capable de céder (libérer) un ou plusieurs protons H⁺.
Base : espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons H⁺.
II. Notion de Couple Acide/Base
1. Définition
Un couple acide/base est constitué de deux espèces chimiques conjuguées qui échangent un proton :
Acide ⇌ Base + H⁺ (noté Acide/Base)
2. Exemples de couples
| Couple Acide/Base | Demi-équation |
|---|
| CH₃COOH / CH₃COO⁻ | CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺ |
| HCOOH / HCOO⁻ | HCOOH ⇌ HCOO⁻ + H⁺ |
| NH₄⁺ / NH₃ | NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺ |
| H₃O⁺ / H₂O | H₃O⁺ ⇌ H₂O + H⁺ |
| H₂O / OH⁻ | H₂O ⇌ OH⁻ + H⁺ |
3. L'eau est amphotère
L'eau peut jouer le rôle d'acide (couple H₂O/OH⁻) ou de base (couple H₃O⁺/H₂O). On dit qu'elle est amphotère (ou ampholyte).
III. Constante d'Acidité Ka et pKa
1. Définition
La constante d'acidité Ka caractérise la force d'un couple acide/base en solution aqueuse.
Pour la réaction : A + H₂O ⇌ B + H₃O⁺
Ka = [B] × [H₃O⁺] / [A]
- Ka est sans unité
- Ka ne dépend que de la température
2. pKa
pKa = −log Ka ⟺ Ka = 10−pKa
3. Relation fondamentale (Henderson-Hasselbalch)
pH = pKa + log([B] / [A])
4. Valeurs de pKa de quelques couples
| Couple Acide/Base | Ka | pKa |
|---|
| HCOOH / HCOO⁻ | 1,8 × 10⁻⁴ | 3,7 |
| CH₃COOH / CH₃COO⁻ | 1,8 × 10⁻⁵ | 4,7 |
| NH₄⁺ / NH₃ | 6,3 × 10⁻¹⁰ | 9,2 |
| CH₃NH₃⁺ / CH₃NH₂ | 1,9 × 10⁻¹¹ | 10,7 |
IV. Domaines de Prédominance
- Si pH < pKa → l'acide A prédomine ([A] > [B])
- Si pH = pKa → [A] = [B] (quantités égales)
- Si pH > pKa → la base B prédomine ([B] > [A])
V. Indicateurs Colorés
Un indicateur coloré est un couple HIn/In⁻ dont les formes acide et basique ont des couleurs différentes. La zone de virage est l'intervalle [pKa − 1 ; pKa + 1].
| Indicateur | Couleur acide | Zone de virage | Couleur basique |
|---|
| Hélianthine | Rouge | 3,1 – 4,4 | Jaune |
| BBT | Jaune | 6,0 – 7,6 | Bleu |
| Phénolphtaléine | Incolore | 8,2 – 10,0 | Rose-violacé |
VI. Force des Acides et Bases
Plus Ka est grand (pKa petit) → plus l'acide est fort (se dissocie davantage).
Classement : Acide méthanoïque (pKa = 3,7) est PLUS FORT que l'acide éthanoïque (pKa = 4,7).
Pour les bases : Plus pKa du couple est grand → plus la base conjuguée est forte.
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