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probleme logique en equilibre acide base

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  #1  
Old 02-09-2006, 01:38 AM
moruet
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Default probleme logique en equilibre acide base



C'est surement elementaire, mais je ne saisis pas tres bien :

pour un acide faible A/B
pH = pKa + log (Base/Acide) A (ex AH) -> B (ex A-) + H+
donc s'il y a beaucoup de base => pH monte (logique)
s'il y a beaucoup d'acide, pH descend, donc H+ augmente
or s'il y a beaucoup d'acide, c'est qu'il s'est peu
dissocié, donc qu'il devrait y avoir moins de H que s'il se
dissociait beaucoup, donc le pH devrait monter
on dit par exemple si l'acide est dissocié à - de 10% alors
pH<pKa -1 => bizarre

C'est pour moi anti intuitif en effet si l'acide se dissocie beaucoup,
il y a plus de H+ et donc le pH devrait baisser
Ca me semble illogique
Quelqu'un peut il m'expliquer?
(NB : j'ai bien refait les relations et calculs, ils sont corrects,
mais j'aimerais comprendre, sentir un peu les choses...)

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  #2  
Old 02-10-2006, 09:11 PM
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Default probleme logique en equilibre acide base



Déjà, un petit détail qui peut avoir son importance :
Ce n'est pas le pH d'une solution aqueuse d'acide faible, mais le pH d'un
mélange d'une solution aqueuse d'un acide faible et d'une solution aqueuse
de sa base conjuguée.
En effet, le pH d'une solution aqueuse d'acide faible est le pH d'une
solution où l'on a introduit QUE de l'acide, et la formule de son pH est
alors différente. La formule que vous donnez est celle où l'on a mis en
solution un acide ET sa base conjuguée, à la fois, et dans des proportions
quelconques. : ainsi [Base] est la concentration INITIALE de la solution
basique, et [Acide] la concentration INITIALE de la solution acide (acide et
base conjugués).


Pas tout-à-fait car vous faites un raccourci. Le pH n'est pas lié à la
présence d'acide ou de base, mais à la proportion d'ions H3O+ par rapport
aux ions OH-. C'est là que vous allez comprendre la suite ...


Vous inversez l'effet et la cause. Il vaudrait mieux écrire : si [H+]
augmente dans la solution acide initiale, alors le pH du mélange diminue.


Oui.

Mais votre explication n'est pas la bonne.

Il y a en même temps deux réactions dans le mélange :
Acide + eau <=> Base + H3O+ (équilibre A)
Base + eau <=> Acide + OH- (équilibre B. Réaction très partielle dans le
sens direct. Presque totale dans le sens inverse)

Si vous ajoutez de l'acide au mélange, alors vous créez momentanément un
déséquilibre du mélange initial et le mélange va vouloir contre-réagir en
consommant ce que vous venez d'ajouter, donc va vouloir consommer l'acide
qui est "en trop" par le recul de la réaction (B) : il va donc y avoir une
surproduction momentanée de base. La réaction de consommation de l'acide
consomme aussi des ions OH- (réaction : Acide + OH- donne Base + eau). Comme
[OH-] diminue alors [H3O+] augmente en conséquence et donc le pH augmente.

Si Ca et Cb sont les concentrations initiales de l'acide et de la base, on
peut admettre que [acide] = Ca et [base] = Cb dans le mélange car si l'acide
est faiblement dissocié, la base est donc fortement dissociée mais la
réaction (B) n'est que très partielle dans le sens direct (gauche vers
droite), la base étant beaucoup moins fortement basique que OH-.

Ne pas confondre "un acide" (donneur de proton) et "une solution acide"
(définition : [H3O+] > [OH-]). De même ne pas confondre "une base"
(accepteur de proton) avec "une solution basique" (définition : [OH-] >
[H3O+]).

Le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution, et non la force de
l'acide ou de la base en solution (un même pH peut être obtenu avec des
acides de forces différentes, si le plus faible est en concentration plus
grande).

Le pKa (ou Ka) mesure la force propre d'un acide (ou de sa base conjuguée)
dans un solvant donné et à une température donnée indépendamment de sa
concentration dans la solution. Ici le solvant est l'eau.

Si l'acide est très fort et quasi totalement dissocié, on peut considérer
que seule sa base conjuguée est présente. Inversement si une base est très
forte, sa réaction avec l'eau est quasi totale et on peut considérer que
seule la forme acide est présente !!! Ainsi une solution peut être acide en
ne contenant que la forme BASIQUE du couple, et basique en ne contenat que
sa forme ACIDE !!! Le caractère acide ou basique d'une solution ne dépend
que de la valeur de [H3O+] et non de la présence d'une espèce acide ou une
espèce basique.



acide faible : on admet que [base]/[acide] dans la solution initiale (pas
dans le mélange) est < 0.1. C'est à dire que Ka / Co < 0.01 avec Co =
concentration initiale d'acide.

Exemple : acide acétique, Co = 2*10exp-1 mol/l, Ka = 1.8*10exp-5 : On a Ka /
Co = 9*10exp-5 < 0.1. donc l'hypothèse d'acide faible est correcte.

pH < pKa -1 alors on admet l'approximation que [acide] = Co, comme je l'ai
dit au début de cette explication ([acide] dans mélange = Ca initiale)

Lucero


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Tags
acide , base , equilibre , logique , probleme


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