Chimie
Formules Acides-Bases
Ensemble des formules décrivant les équilibres acido-basiques, le pH, les titrages et les solutions tampons.
Introduction
La chimie des acides et des bases repose sur des équilibres en solution aqueuse. Ce formulaire regroupe les relations entre pH, Ka, pKa, les formules de titrage et les propriétés des solutions tampons. La maîtrise de ces formules est essentielle pour les exercices de chimie du Bac portant sur les titrages et l'analyse de solutions.
Contenu détaillé
1. pH et constantes d'acidité
- •pH = -log[H₃O⁺] et [H₃O⁺] = 10^(-pH)
- •Ke = [H₃O⁺][HO⁻] = 10⁻¹⁴ à 25°C (produit ionique de l'eau)
- •Ka = [A⁻][H₃O⁺]/[AH] et pKa = -log(Ka)
- •Relation de Henderson-Hasselbalch : pH = pKa + log([A⁻]/[AH])
- •Domaines de prédominance : pH < pKa → AH prédomine, pH > pKa → A⁻ prédomine
2. Titrages acido-basiques
- •À l'équivalence : C_A × V_A = C_B × V_B (acide fort/base forte)
- •pH à l'équivalence d'un acide fort/base forte = 7
- •pH à l'équivalence d'un acide faible/base forte > 7
- •pH à la demi-équivalence d'un acide faible : pH = pKa
- •Dérivée dpH/dV maximale au point d'équivalence
3. Solutions tampons et dilution
- •Solution tampon : mélange AH/A⁻ en concentrations comparables
- •pH tampon ≈ pKa ± 1 (varie peu si on ajoute un peu d'acide ou de base)
- •Dilution : C₁V₁ = C₂V₂ (la quantité de matière est conservée)
- •pH d'un acide fort : pH = -log(C) (si C > 10⁻⁶ mol/L)
Formules clés
pH
pH = -log[H₃O⁺]
Henderson-Hasselbalch
pH = pKa + log([A⁻]/[AH])
Produit ionique
Ke = [H₃O⁺][HO⁻] = 10⁻¹⁴
Équivalence
C_A·V_A = C_B·V_B
Ka
Ka = [A⁻][H₃O⁺]/[AH]
Dilution
C₁V₁ = C₂V₂
Vocabulaire
Acide fort : Acide totalement dissocié dans l'eau (HCl, HNO₃, H₂SO₄)
Acide faible : Acide partiellement dissocié, caractérisé par Ka < 1
Équivalence : Point du titrage où les réactifs sont en proportions stœchiométriques
Indicateur coloré : Couple acido-basique dont les formes acide et basique ont des couleurs différentes
Sujets type Bac
- 1Déterminer la concentration d'un acide par titrage pH-métrique
- 2Calculer le pH d'une solution tampon et sa capacité tampon
- 3Tracer et interpréter la courbe de titrage d'un acide faible par une base forte
