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Chapitre 4

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Chapitre 4 Les acides, les bases et les quilibres acido - basiques Introduction Les acides et les bases font partie de notre vie quotidienne; Mesure du pH de la ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Chapitre 4


1
Chapitre 4
  • Les acides, les bases et les équilibres acido -
    basiques

2
Introduction
  • Les acides et les bases font partie de notre vie
    quotidienne
  • Mesure du pH de la piscine
  • Utilisation de produits nettoyants (windex NH3)
  • Produits tels Plombex, Drano, eau de Javel,
  • Aliments vinaigre, Pepsi, lait, petite vache
  • Selon théorie dArrhenius 
  • un acide est une substance qui libère des ions H
    en solution aqueuse
  • une base est une substance qui libère des ions
    OH- en solution aqueuse.
  • Théorie qui a ses limites  comment expliquer que
    NH3 est une base?

3
4.1 Théorie des acides et des bases de
Brønsted-Lowry
  • Propose que les réactions entre les acides et les
    bases se fondent sur le transfert dun proton
    (H) dune espèce à lautre.
  • Ainsi, un acide est une espèce chimique qui
    réagit en cédant H cest un donneur de proton.
  • Une base réagit en fixant un proton cest un
    accepteur de proton.
  • Une réaction entre un acide est une base est une
    réaction acido-basique.
  • ion hydronium  en solution, H nexiste pas
    réellement
  • cest une molécule deau qui accepte le proton
    pour former lion hydronium, H3O
  • Comment NH3 peut être une base?
  • NH3 H2O ? NH4 OH-
    (structure Lewis)

4
Les acides et les bases conjuguées
  • On peut résumer le transfert dun proton entre un
    acide et une base par léquation équilibrée
    suivante 
  • HA ? A- H
  • acide base conj.
  • Lorsque lacide perd un proton, lespèce formée a
    tendance à le regagner selon la réaction inverse
  • Cette espèce (A-) est une base.
  • Lacide et la base, dont les formules ne
    diffèrent que par un proton, forment un couple
    acidobasique et sont appelés acide et base
    conjugués.

5
Les acides et les bases conjuguées
  • Exemple 
  • CH3COO- est la base conjuguée de lacide
    acétique, CH3COOH.
  • NH4 est lacide conjugué de NH3 (base)
  • Certaines espèces peuvent se comporter comme un
    acide ou comme une base
  • De telles substances sont des amphotères.
  • Leau est un amphotère, comme certains ions
    provenant des acides polyprotiques (à voir plus
    loin).

6
Les constantes dacidité et de basicité
  • HA(aq) H2O(l) ? A-(aq) H3O(aq)
  • À cet équilibre est associée une constante
    déquilibre 
  • Pour une solution diluée, leau se trouve en
    grand excès par rapport aux autres espèces.
  • Sa concentration demeure donc presque inchangée
    elle est donc considérée comme une constante.

7
Les constantes dacidité et de basicité
  • Elle est donc intégrée à la constante
    déquilibre, qui se nomme constante dacidité
    (Ka). Donc, Ka KH2O.
  • Plus la valeur de Ka est élevée, plus lacide est
    fort.

8
Les constantes dacidité et de basicité
  • On peut également appliquer le même raisonnement
    pour les bases faibles 
  • Kb est la constante de basicité dune base faible
    B, associée à léquilibre 
  • B(aq) H2O(l) ? BH(aq) OH-(aq)
  • Kb KH2O.
  • Plus la valeur de Kb est élevée, plus la base est
    forte.

9
La force des couples acido-basiques
  • Les acides et les bases nont pas tous la même
    force
  • Il y a des acides et des bases fortes, et des
    acides et des bases faibles.
  • Ex  HCl, acide fort.
  • HCl H2O ? H3O
    Cl-
  • acide base acide conjugué
    base conjuguée
  • flèche simple car dissociation (ionisation)
    complète

10
La force des couples acido-basiques
  • Ex  CH3COOH, acide faible.
  • CH3COOH H2O ? H3O
    CH3COO-
  • acide base
    acide conj. base conj.
  • flèche double car dissociation (ionisation)
    partielle
  • Plus un acide est fort, plus sa base conjuguée
    est faible
  • Plus une base est forte, plus son acide conjugué
    est faible

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La force des couples acido-basiques
  • La réaction acido-basique qui va vers la
    formation de lacide le plus faible.
  • Ex
  • CH3COOH Br- ? HBr
    CH3COO-
  • Réaction inverse favorisée.

Acide faible
Base conj. très faible
Acide fort
Base conj. forte
12
4.3 Lauto-ionisation de leau et léchelle de
pH
  • Leau est un solvant qui a la capacité de réagit
    parfois comme un acide, parfois comme une base
    (solvant amphiprotique), selon les composés avec
    lesquels elle est en présence.
  • On peut aussi considérer quelle réagit avec
    elle-même 
  • H2O(l) H2O(l) ? OH-(aq) H3O(aq)
  • Cette équation représente lauto-ionisation de
    leau.

13
La constante de dissociation de leau
  • Si on écrit la constante déquilibre de la
    réaction précédente 
  • On peut également écrire lexpression comme
    suit 
  • La quantité deau dissociée est faible donc,
    H2O est pratiquement constante.
  • Dans ces conditions, KH2O2 est une constante
    appelée constante de dissociation de leau.
  • Son symbole est Keau.
  • On utilisera Keau 1,00 x 10-14 (température
    implicite de 25C)

14
Le calcul des concentrations des ions H3O et
OH-
  • Dans leau pure, les concentrations de H3O et
    OH- sont égales puisque les ions ne proviennent
    que de lautoprotolyse.
  • Donc, Keau H3OOH- peut sécrire
    Keau H3O2 OH-2 1,00 x 10-14
  • On déduit que H3O OH- 1,00 x 10-7
    mol/L
  • La dissolution dun acide ou dune base dans
    leau détruit légalité des concentrations des
    ions hydronium (H3O) et des ions hydroxyde
    (OH-).
  • Toutefois, les nouvelles valeurs de concentration
    doivent toujours satisfaire le produit ionique de
    leau.

15
Le calcul des concentrations des ions H3O et OH-
  • Ex 
  • HCl H2O ? H3O Cl-
  • Solution 0,000 15 mol/L HCl
  • Dissociation complète (acide fort)
  • H3O 1,00 x 10-7 0,000 15 0,000 15
    mol/L
  • Quelle est la OH- ?

16
Le pH et le pOH
  • Pour exprimer lacidité ou la basicité dune
    solution, les chimistes préfèrent utiliser la
    fonction pH, définie par la relation 
  •  log  est labréviation du logarithme à base
    10.
  • La fonction  p  indique  -log 

17
Le pH et le pOH
  • Une solution est acide si la concentration des
    ions hydronium est supérieure a celle de leau
    pure (1,00 x 10-7 mol/L).
  • Le pH dune solution acide est donc inférieur à
    7.
  • Une solution est basique si la concentration des
    ions hydronium est inférieure à celle de leau
    pure.
  • Le pH dune solution basique est donc supérieur à
    7.
  • Le pOH est exactement la même chose, sauf pour
    OH-

18
La relation entre pH et pOH
  • La transformation en logarithme de Keau conduit
    à 
  • En inversant les signes de chaque côté, on
    obtient 
  • qui nest dautre que
  • Si on connaît le pH dune solution, on peut donc
    obtenir rapidement le pOH, et vice-versa.
  • Voir fig 4.4 page 178, et exemple 4,4 et 4.5.

19
4.4 Léquilibre en solution des acidesfaibles
et des bases faibles
  • On a vu précédemment la définition de la
    constante dacidité (Ka) et de la constante de
    basicité (Kb).
  • On peut appliquer la fonction  p  à ces
    constantes pour obtenir le pKa et le pKb.
  • Plus pKa est faible, plus lacide est fort
  • Plus pKb est faible, plus la base est forte.
  • Voir tableau 4.3 (important!) pour valeurs de Ka,
    pKa, Kb et pKb de plusieurs acides et bases,
    ANNEXE C.2 pages A24 à A28.
  • Acides forts  pKa lt 0 (HCl, HBr, HI, HNO3,
    H2SO4 (1ere ionisation), HClO4), donc ionisation
    complète lors de la mise en solution.
  • Bases fortes  NaOH, KOH, LiOH, ionisation
    complète.

20
Quelques calculs déquilibres acido-basiques
  • Cette méthode comporte 6 étapes 
  • Écrire léquation chimique équilibrée
  • Écrire la constante déquilibre
  • Compléter le tableau des concentrations (tableau
    iCé)
  • Vérifier la validité des approximations
  • Substituer les valeurs dans lexpression de la
    constante déquilibre
  • Résoudre léquation
  • Exemples vus en classe, exemples 4.6 à 4.10.

21
4.5 Les acides polyprotiques
  • Un acide polyprotique est un acide qui a plus
    dun proton (H) par molécule.
  • Ex  H2SO4, H3PO4, polyacides organiques,
  • Les polyacides possèdent donc plus dune
    constante dacidité lacide phosphorique en a
    trois, lacide carbonique en a deux, etc.
  • Il est important de savoir que les constantes
    dacidité dun polyacide ne sont pas égales, donc
    que les différents protons ne se libèrent pas en
    même temps.

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Les acides polyprotiques
  • Ex  Pour lacide carbonique 
  • H2CO3(aq) H2O(l) ? HCO3-(aq) H3O(aq)
    Ka1 4,3 x 10-7
  • HCO3-(aq) H2O(l) ? CO32-(aq) H3O(aq)
    Ka2 5,6 x 10-11
  • On remarque que la constante dacidité de la
    première ionisation est beaucoup plus grande que
    celle de la deuxième ionisation.
  • Cette différence est attribuable aux attractions
    électrostatiques.
  • En effet, la perte du premier proton conduit à
    lespèce HCO3- il est plus difficile darracher
    un proton à cet anion à cause de lattraction
    électrostatique entre le proton chargé
    positivement et lespèce CO32- qui est chargée
    négativement.
  • Voir exemples 4.11 et 4.12, et lire le texte
    (page 192) pour subtilités de H2SO4

23
pH dune solution dions amphotères
  • Le calcul réel du pH dune solution damphotères
    est complexe et dépasse le cadre de ce cours.
  • On peut cependant déterminer sil est plus
    efficace de titrer un tel ion avec une base ou un
    acide.
  • Pour ce faire, il faut comparer les constantes
    dacidité et de basicité de lion amphotère.
  • Si Kb est plus grand que Ka, lion est plus
     efficace  comme base que comme acide.
  • On considérera donc léquilibre  basique  de
    cet ion pour approximer le pH.
  • Exemple  HCO3- est meilleur comme base que comme
    acide.
  • À linverse, si Ka est plus grand que Kb, lion
    est plus  efficace  comme acide.
  • On considérera donc léquilibre  acide  de cet
    ion pour approximer le pH.

24
La relation entre Ka, Kb et Keau
  • Pour léquilibre
  • HA(aq) H2O(l) ? A-(aq) H3O(aq)
  • on sait que la constante dacidité est 
  • Dans cette solution, la base conjuguée A- est en
    équilibre avec leau, les ions OH- et lacide
    conjugué HA selon léquilibre
  • A-(aq) H2O(l) ? HA(aq) OH-(aq)
  • La constante de basicité est

25
La relation entre Ka, Kb et Keau
  • Si on multiplie ces deux constantes 
  • Après avoir simplifié 

26
La relation entre Ka, Kb et Keau
  • Donc, le produit de la constante dacidité dun
    acide par la constante de basicité de sa base
    conjuguée est égal au produit ionique de leau 
  • Si on utilise la fonction  p , cette expression
    devient 
  • Cette équation est valide pour tout couple
    acidobasique dans leau.

27
4.6 Les ions en tant quacides et bases
  • Un sel qui se dissout dans leau, complètement ou
    partiellement, peut présenter des propriétés
    acidobasiques.
  • Certains sels, tel NaCl, ne présentent aucune
    affinité pour les ions hydronium ou hydroxyde.
  • Par exemple, les cations de métaux alcalins Li,
    Na, K, Rb et Cs sont des ions  passifs  qui
    nont pas daffinité pour OH-.
  • La situation change lorsque les cations sont des
    acides faibles, ou les anions des bases faibles.

28
Les ions en tant quacides et bases
  • Par exemple, le nitrite de sodium, NaNO2, se
    dissocie complètement dans leau.
  • NaNO2(aq) ? Na(aq) NO2-(aq)
  • Toutefois, lion nitrite est une base faible
  • NO2-(aq) H2O(l) ? HNO2(aq) OH-(aq)
  • Donc, la dissociation complète du sel conduit à
    la présence dune base faible en solution.
  • Cette base faible modifiera la concentration en
    ions OH- de leau pure, donc conduira à un pH
    différent de 7.

29
Les ions en tant quacides et bases
  • Si jamais le sel est composé de deux ions qui
    réagissent avec leau, il faut comparer le Ka de
    lion qui réagit comme un acide et le Kb de lion
    qui réagit comme une base pour déterminer si le
    pH sera acide ou basique.
  • Si Kb gt Ka, la solution sera basique.
  • Si Kb lt Ka, la solution sera acide.

30
Les ions en tant quacides et bases
  • Ex  NH4CN dans leau  le pH (qualitativement)
    est-il acide ou basique ?
  • NH4CN ? NH4 CN-
  • NH4 H2O ? NH3 H3O Ka
    5,5 x 10-10
  • CN- H2O ? HCN OH- Kb
    1,6 x 10-5
  • Kb gt Ka, la solution résultante sera basique.
  • Lire page 195, exemples 4.13, 4.14 et 4.15.

31
4.7 Leffet dion commun
  • On peut mélanger des solutions qui contiennent
    des ions communs
  • Ceci peut influencer le pH de la solution qui
    résulte de ce mélange.
  • Ex  Comment peut-on calculer le pH de la
    solution résultant du mélange de 50,0 ml de
    CH3COOH (2,00 mol/L) et de 50,0 ml de CH3COONa
    (2,00 mol/L)? (vu en classe)
  • Voir aussi exemples de calcul de pH de mélanges
    (vus en classe).

32
Le mélange dacides ou de bases
  • Le calcul de pH dun mélange dacides ou de bases
    peut devenir complexe 
  • Les calculs associés aux mélanges dacides et de
    bases faibles ne seront pas abordés.
  • Toutefois, on peut calculer le pH dune solution
    résultant dun mélange de
  • 2 acides forts ou 2 bases fortes
  • 1 acide faible et 1 acide fort
  • 1 base faible et 1 base forte
  • Voir exemple 4.17 (important).

33
4.8 Les solutions tampon
  • Beaucoup de réactions chimiques nécessitent un
    niveau dacidité (presque) constant pour se
    produire.
  • Une solution tampon a pour caractéristique de
    résister aux variations de pH causées par un
    ajout dions H3O ou OH- dans le système.
  • Une telle solution doit obligatoirement contenir
    une base qui réagira avec les ions hydronium
    ajoutés ou créés, et un acide qui réagira avec
    les ions hydroxyde ajoutés ou créés.
  • Ce ne sont pas tous les mélanges dacide et de
    base qui forment une solution tampon lacide et
    la base ne doivent pas réagir ensemble.

34
Les solutions tampons
  • Ex  Un mélange de HCl (acide) et de NaOH (base)
    ne forme pas une solution tampon car ces deux
    produits réagissent ensemble pour former de leau
    et du NaCl(aq).
  • Une solution tampon est généralement constituée
    dun acide faible et de sa base conjuguée (ou
    dune base faible et de son acide conjugué).
  • Les proportions des deux constituants sont à peu
    près égales dans la solution.

35
Le fonctionnement dune solutiontampon
  • Examinons le fonctionnement dune solution tampon
    formé dun acide HA et de sa base conjuguée A- 
  • Si on ajoute des ions H3O dans la solution,
    ceux-ci réagiront avec la base selon léquation
  • A-(aq) H3O(aq) ? HA(aq) H2O(l)
  • La constante déquilibre de cette réaction est
    très grande
  • De fait, cette réaction est linverse de la
    dissociation de lacide dans leau.
  • Donc, la constante de cet équilibre sera
    linverse de la constante dacidité de HA.

36
Le fonctionnement dune solutiontampon
  • Ex  Si la constante de dissociation de lacide
    est denviron 10-6, la constante de la réaction
    inverse (ci-dessus) vaudra environ 106. Cette
    valeur est très élevée, et on peut considérer que
    la réaction ci-dessus sera complètement déplacée
    vers la droite.
  • Donc, lajout dions H3O dans la solution naura
    que très peu deffet sur le pH car ils réagiront
    tous pour donner lacide faible et de leau.

37
Le fonctionnement dune solutiontampon
  • De la même façon, si on ajoute des ions OH- dans
    la solution, ils réagiront avec lacide selon la
    réaction 
  • HA(aq) OH-(aq) ? A-(aq) H2O(l)
  • Les ions OH- réagiront fortement avec lacide non
    dissocié HA car cet équilibre est fortement
    déplacé vers la droite
  • En effet, la constante déquilibre de cette
    réaction est égale à Ka/Keau, donc denviron 108
    si Ka est denviron 106.
  • De cette façon, lajout dions hydroxyde
    influencera que très peu le pH de la solution.
  • On peut appliquer le même raisonnement pour une
    base B et son acide conjugué BH.

38
Une équation pour les solutionstampons
  • Pour une réaction acidobasique 
  • HA(aq) H2O(l) ? A-(aq) H3O(aq)
  • la constante déquilibre sécrit
  • Si on prend le log de chaque côté, cette équation
    devient 

39
Léquation de Henderson-Hasselbach
  • En réarrangeant, on obtient léquation de
    Henderson-Hasselbalch 
  • Puisque HA BH na/V, et A- B
    nb/V, on peut également écrire 
  • ou simplement

40
Léquation de Henderson-Hasselbach
  • Cette équation fonctionne si 
  • La valeur du rapport base conjuguée/acide
    faible, ou base faible/acide conjugué, se
    situe entre 0,10 et 10
  • Les deux termes base conjuguée et acide
    faible, ou base faible et acide conjugué,
    sont au moins 100 fois supérieurs à Ka. (pour
    respecter la règle du 5)

41
La préparation des solutions tampons
  • Pour préparer une solution tampon, il faut
    mélanger un acide faible et sa base conjuguée (ou
    une base faible et son acide conjugué).
  • On peut calculer les quantités selon ce qui
    suit 
  • Ex  Quelle masse dacétate de sodium faut-il
    ajouter à une solution dun litre dacide
    acétique de concentration 0,260 mol/L pour
    préparer un tampon de pH 4,60? (Ka de lacide
    acétique 1,8x10-5) (Suite vue en classe)
  • Voir également exemple 4.18 page 208.

42
Le pouvoir tampon et la zone defficacité dun
tampon
  • Une solution tampon est efficace si son pH varie
    peu lorsquon ajoute un acide ou une base.
  • La capacité de la solution à  résister  à ces
    ajouts est appelée efficacité dune solution
    tampon, ou pouvoir tampon.
  • On mesure cette capacité par la quantité dions
    H3O ou OH- que la solution peut absorber sans
    que la variation du pH soit excessive.
  • La notion  dexcessivité  est tout à fait
    qualitative elle dépend de la précision des
    résultats que le manipulateur veut atteindre lors
    de son expérience.

43
Le pouvoir tampon et la zone defficacité dun
tampon
  • La limite defficacité est atteinte lorsque lun
    des composants du tampon est complètement
    consommé par lajout dun acide ou dune base.
  • Habituellement, la zone de pH efficace se situe à
    1 unité de pH par rapport au pKa de lacide
    faible qui constitue le tampon ceci permet de
    déterminer un couple acido-basique pour fabriquer
    un tampon.

44
4.10 Les réactions de neutralisationet les
courbes de titrage
  • Une des méthodes les plus utilisées pour
    connaître la quantité dune substance dans un
    échantillon est le titrage (ou dosage).
  • Celle-ci consiste à mesurer la quantité dune
    substance nécessaire (réactif ou titrant), en
    concentration connue, pour réagir complètement
    avec une quantité dune autre substance en
    concentration inconnue (titré).
  • Le point où le nombre de moles des deux
    substances sont égaux, donc lorsque la réaction
    est complète, est appelé le point équivalent, ce
    qui équivaut à la fin du titrage.

45
Les titrages
  • Pour détecter le point équivalent, on utilise
    souvent un indicateur coloré, qui est une
    substance qui change de couleur selon les
    conditions du milieu (acidité, degré doxydation,
    etc.).
  • Le changement de couleur se situe dans la zone de
    virage de lindicateur.
  • Il faut donc choisir le bon indicateur le choix
    est déterminé par la zone de virage, à
    lintérieur de laquelle doit se situer le point
    équivalent.

46
Les titrages
  • La méthode de titrage comporte quelques
    manipulations 
  • Prélever un volume précis de solution à doser
    (inconnu), et le placer dans un erlenmeyer
  • Ajouter quelques gouttes du bon indicateur coloré
  • À laide dune burette, ajouter graduellement la
    solution titrante (concentration connue
    précisément) jusquau changement de couleur de
    lindicateur
  • Au changement de couleur, arrêter lajout et
    noter précisément le volume de solution titrante
    utilisé (volume équivalent).

47
Le calcul de la concentration de léchantillon
  • Le calcul de la concentration dun échantillon
    dacide fort en effectuant un titrage par une
    base forte seffectue comme suit 
  • Écrire léquation équilibrée de la réaction
  • Utiliser les données du problème pour déterminer
    le nombre de moles de OH- utilisé
  • Se servir des coefficients de léquation pour
    calculer le nombre de moles de H3O dans
    léchantillon dacide
  • Calculer la concentration de lacide de
    léchantillon initial.
  • La relation importante à retenir est  CAVA
    CBVB
  • Cette équation implique que le dosage se fait
    entre un monoacide et une monobase.

48
Le calcul de la concentration de léchantillon
  • Si les espèces impliquées ne sont pas des
    monoacides ou monobases, on utilise la relation
    suivante 
  • Ici, A veut dire  acide  et B  base , et a et
    b sont les coefficients stœchiométriques de
    lacide et de la base dans léquation chimique
    équilibrée, respectivement.
  • Voir exemples 4.22 et 4.23 pages 220 et 221
    (important).

49
Le titrage dun acide fort par une base forte
  • On peut déterminer le point équivalent dun
    titrage en traçant la courbe de dosage
    acido-basique, qui représente lévolution du pH
    en fonction du volume de solution titrante
    ajouté.
  • Voir la figure 4.15 page 225 (important).
  • pH faible au début du titrage car on est en
    présence dun acide fort
  • ajout dune base forte  le pH augmente
    graduellement
  • juste avant le point déquivalence, pH sélève
    brusquement car il ne reste pratiquement plus
    dacide en solution
  • au point équivalent (centre du  S ), pH 7 car
    tout lacide est neutralisé (il ne reste que du
    sel et de leau)
  • juste après le point équivalent, pH augmente
    encore brusquement jusquà une valeur près de 14.

50
Le titrage dune base forte par un acide fort
  • La courbe obtenue est linverse de celle dun
    titrage dun acide fort par une base forte.
  • Ceci est normal, puisque le pH passe des valeurs
    élevées à des valeurs plus faibles, alors que
    cest le contraire dans le titrage dun acide par
    une base forte.
  • Pour le titrage dun acide fort par une base
    forte, ou dune base forte par un acide fort, le
    pH au point équivalent est toujours égal à 7.

51
Le titrage dun acide faible par unebase forte
  • Pour cette section, se référer à la figure 4.16
    page 226. Cette figure montre le dosage dun
    acide faible, lacide acétique (CH3COOH), par une
    base forte.
  • Léquation qui représente le dosage est 
  • CH3COOH(aq) OH-(aq) ? CH3COO-(aq)
    H2O(l)
  • Avant dajouter la base forte, on est en présence
    dune solution aqueuse dacide faible.
  • Après avoir ajouté une certaine quantité de base
    forte, on arrive à la portion  plate  de la
    courbe de titrage. Léquation montre que tous les
    ions OH- ajoutés sont consommés pour donner la
    base conjuguée et de leau.

52
Le titrage dun acide faible par unebase forte
(suite)
  • Il ne faut pas oublier quà ce moment, il reste
    encore de lacide CH3COOH non dissocié dans la
    solution.
  • La présence simultanée dacide faible et de sa
    base conjuguée en quantité non négligeable
    engendre la formation dun tampon, comme vu dans
    ce chapitre.
  • On peut voir sur la courbe de titrage le point de
    demi-neutralisation (demi-équivalence), qui
    correspond au point où lacide faible et sa base
    conjuguée sont en quantités égales dans la
    solution.
  • Au point de demi-équivalence, le pH est égal au
    pKa de lacide faible.
  • Au point déquivalence, le nombre de moles dions
    OH- ajoutés est égal au nombre de moles dacide
    acétique présent initialement dans la solution.

53
Le titrage dun acide faible par unebase forte
(suite)
  • La réaction est complète, et il ne reste que les
    ions acétate (base conjuguée) dans la solution.
  • Ces ions sont les seuls qui influencent
    significativement le pH de la solution.
  • Puisque les ions acétate sont une base faible, le
    pH de la solution au point équivalent est plus
    élevé que 7.
  • Le pH au point équivalent du dosage dun acide
    faible par une base forte est toujours supérieur
    à 7.
  • Le reste de la courbe de dosage est semblable à
    celle de lajout dune base forte dans leau,
    puisque que le pouvoir tampon de la solution est
    épuisé.

54
Le titrage dune base faible par unacide fort
  • La courbe de dosage dune base faible par un
    acide fort présente les mêmes caractéristiques
    que celle du dosage dun acide faible par une
    base forte (section précédente).
  • Le début de la courbe correspond à une solution
    de base faible. Le pH de cette solution se
    calcule selon la méthode vue dans ce chapitre.
  • La partie  plate  représente une solution
    tampon la base faible non-dissociée et son acide
    conjugué sont présents dans des concentrations
    appréciables et comparables. Au point de
    demi-équivalence, le pH est égal au pKa de
    lacide conjugué (ou le pOH est égal au pKb de la
    base faible).

55
Le titrage dune base faible par unacide fort
(suite)
  • Au point équivalent, le pH est légèrement acide
    car il ne reste en solution que lacide conjugué,
    un acide faible.
  • Le pH au point équivalent du dosage dune base
    faible par un acide fort est toujours inférieur à
    7.
  • À la fin du dosage, le pH devient acide car les
    ions H3O ajoutés demeurent sous cette forme en
    solution.

56
Le calcul du pH équivalent
  • Pour les titrages dacides forts par des bases
    fortes (ou de bases fortes par des acides forts),
    le pH au point équivalent est toujours égal à 7.
  • Par exemple, lors du titrage de HCl avec NaOH,
    lorsque la réaction est complète, il ne reste en
    solution que de leau et des ions passifs (Cl- et
    Na).
  • Pour les titrages dacides faibles par une base
    forte (ou dune base faible par un acide fort),
    le pH au point équivalent est différent de 7.
  • Pour calculer le pH au point équivalent, utiliser
    la méthode vue dans ce chapitre.
  • Se référer aussi à lexemple vu en classe.

57
La comparaison des courbes de titrage
  • Pour cette section, se référer à la figure 4.17,
    page 227.
  • Le volume équivalent de base ou dacide ne dépend
    pas de la force de lacide ou de la base qui est
    titrée. En effet, la quantité de base nécessaire
    pour neutraliser 10,00 ml dun acide fort en
    concentration 0,100 mol/L est la même que pour
    neutraliser 10,00 ml dun acide faible possédant
    la même concentration.
  • Le volume équivalent dépend de la stoechiométrie
    de la réaction (voir section sur la normalité).
    Le dosage de 10,00 ml dun diacide en
    concentration 0,100 mol/L demandera deux fois
    plus de base que le titrage du même volume dun
    monoacide possédant la même concentration.
  • Au point de demi-équivalence, le pH de la
    solution correspond au pKa de lacide du couple
    acido-basique.
  • Au point équivalent, le pH nest pas égal à 7,
    sauf dans le cas du titrage dun acide fort par
    une base forte, ou dune base forte par un acide
    fort.

58
Les indicateurs acido-basiques les propriétés
  • Les indicateurs colorés sont généralement des
    molécules organiques qui changent de couleur
    selon lacidité du milieu. Elles sont donc
    utilisées pour déterminer la fin de la réaction
    lors dun titrage.
  • Le changement de coloration dun indicateur doit
    se produire lorsque le point équivalent dun
    dosage est atteint.

59
Les indicateurs acido-basiques les propriétés
  • Pour bien repérer la fin de la réaction,
    lindicateur doit posséder plusieurs qualités 
  • La couleur de lindicateur acido-basique doit
    naturellement dépendre du pH de la solution. Le
    changement de couleur doit être brusque et la
    réaction qui cause ce changement doit se faire
    rapidement.
  • Le changement de couleur doit être facilement
    détectable à lœil. Un passage du vert au rouge
    (sauf pour les daltoniens!) ou dincolore à vert
    est plus facile à voir que le passage du vert au
    bleu ou de lorangé au rouge.
  • Lindicateur de doit pas influencer le pH de la
    solution. Ses deux colorations doivent être
    suffisamment intenses pour que sa concentration
    soit aussi petite que possible et quelle
    ninfluence pas le volume équivalent.

60
Le choix dun indicateur coloré
  • Pour cette section, se référer à la figure 4.13
    page 214. Elle montre les points de virage de
    plusieurs indicateurs. On choisit en fonction du
    pH au point équivalent calculé.
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