1. 1
Réaction acido-basique en solution aqueuse
1/ Etude du solvant d’une solution aqueuse : l’eau
1-1/ Autoprotolyse de l’eau :
Considérons les deux couples : H3O+
(aq)/ H2O(l) et H2O(l)/HO-
(aq), il existe une réaction acido-basique entre l’acide H2O et la base
H2O selon l’équation chimique suivante : ......................................................................................................................................
Cette réaction est appelée ..............................................................................................................................................................
1-2/ Produit ionique de l’eau :
La constante d’équilibre associée à la réaction d’autoprotolyse de l’eau est appelée ..................................................., elle est
notée ..........ce qui permet d’écrire que : .........................................................................à 25°C :.....................................................
On associe à cette constante une autre constante : pKe= - log Ke. D’où : Ke = 10-pKe
. A 25°C : pKe = ...............................
1-3/ Echelle de pH :
Solution Neutre Solution Acide Solution Basique
...........................................................
...........................................................
............................................................
...........................................................
...........................................................
...........................................................
..........................................................
...........................................................
..........................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
.................................................................
.................................................................
.................................................................
.................................................................
................................................................
.................................................................
.................................................................
.................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
................................................................
Conclusion :
...............................................................................................................................................................................................
2/ Constante d’acidité : KA et pKA :
2-1/ Cas général :
L’équation de la réaction entre l’acide HA et l’eau s’écrit : ..............................................................................................................
On définit la constante d’acidité du couple HA(aq)/A-
(aq) par : ..........................................................................................................
Cette constante de la température, on associe à cette constante une autre constante : pKA= -log KA.
2-2/ Constantes d’acidité des couples de l’eau :
L’eau est un ampholyte qui intervient dans deux couples :
• H2O(l)/HO-
(aq) : ......................................................................................................................................................................
• H3O+
(aq)/H2O(l) : .....................................................................................................................................................................
2-3/ Relation donnant pH en fonction de pKA :
On considère le couple Acide/Base : AH /A-
:
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................

2. 2
3/ Comportement des acides et des bases en solution :
3-1/ Les activités :
• Activité 1 :
On mesure le pH de trois solutions aqueuses (S1) d’acide éthanoïque CH3CO2H, (S2) d’acide méthanoïque HCO2H et d’acide
chlorhydrique HCl de même concentration molaire C = 1.10-2
mol/l.
Acide Ethanoïque Méthanoïque Chlorhydrique
Ka 1,8.10-5
1,8.10-4
2,6.106
pKa
pH 3.40 2,90 2,00
τ
1/ Calculer le taux d’avancement finale de la réaction de chacun des trois acides avec l’eau.
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................................................
2/ Lequel des trois acides celui qui subi l’ionisation la plus importante ? justifier.
..........................................................................................................................................................................................................
3/ Peut-on se prononcer quant à la force de chacun des trois acides ? (Selon le pH, Ka et pKa).
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................................................
• Activité 2 :
On mesure le pH de deux solutions aqueuses (S1) d’ammoniac NH3, (S2) de méthylamine CH3NH2 et de même concentration
molaire C = 1.10-2
mol/l.
On donne :
Ke= 10-14
1/ Calculer le taux d’avancement final de la réaction de chacun des deux bases avec l’eau. (Utiliser le tableau d’avancement)
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
2/ Laquelle des deux bases, celle qui a subi l’ionisation la plus importante ? justifier.
............................................................................................................................................................................................................
3/ Peux-on se prononcer quant à la force de chacun des deux bases ? (Selon le pH, pKa et Ka).
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
Base Ammoniac Méthylamine
Ka 6,3.10-10
2,0.10-11
pKa
pH 10,6 11,4
τ

3. 3
3-2/ Conclusion :
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................................................
4/ Constante d’équilibre associée à une réaction acido- basiques :
Soient deux couples acide/base : A1/B1 et A2/B2 , considérions que l’acide A1 réagit avec la base B2,l’équation chimique s’écrit :
.......................................................................................................................................................................................................
La constante d’équilibre de cette transformation est : ...............................................................................................................
Pour A1/B1 : Ka1= ........................................................... et Pour A2/B2 : Ka2 = .....................................................................
Calculons
𝐾𝑎1
𝐾𝑎2
: ............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
Remarque : Plus la constante K est élevée, plus le taux d’avancement final est ..........................................................................
5/ Domaines de prédominance et diagramme de distribution :
5-1/ Domaines de prédominance :
On sait que : pH= pKa + log
[𝐵]
[𝐴]
❖ Si [B]=[A] : .......................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................................
❖ Si [B]>[A] : ...........................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
❖ Si [B]<[A] : ............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................
Conclusion :
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................................................

4. 4
5-2/ Diagramme de distribution :
On considère une solution aqueuse, contenant un acide A et une base conjuguée B.
Le diagramme ci-contre donne l’évolution de la
proportion de forme acide (courbe1) et de la
proportion de former basique (courbe2) en fonction
du pH, ces proportions sont exprimées en
pourcentages.
Ces proportions sont calculées par rapport à la
concentration totale en acide et en base de la
solution.
% A=
[𝐴]
[𝐴]+[𝐵]
.100 et % B =
[𝐵]
[𝐴]+[𝐵]
.100
On note sur ce diagramme que pour pH= pKa, la
proportion de forme acide est 50% et celle de la
forme basique est 50% (intersection des deux
courbes) : on trouve bien que [acide]=[base].
6/ Indicateurs colorés acido-basiques :
Un indicateur coloré est un couple acide/base dont la forme acide Hind et la forme basique Ind-
n’ont pas la même teinte.
• Si [Hind] > 10 [Ind-
] : la solution prend la teinte de la forme acide.
• Si [Ind-
] > 10 [Hind] : la solution possède la teinte prend la teinte basique.
Ainsi, si pH< pKa -1, l'indicateur prend la teinte de la forme acide, si pH > pKa +1, l’indicateur prend la teinte de la forme
basique.
La zone de virage s’étend (sensibilité de l’œil), fréquemment sur un peu moins de 2 unités de pH.
On donne dans le tableau suivant la zone de virage de quelques indicateurs colorés :

5. 5
7/Titrage d’acide par une base :
7-1/ Activité :
On effectue le titrage pH-métrique d’un volume Va=20ml d’acide acétique (acide éthanoïque)et de concentration
Ca=15mmol/l par une solution de soude (hydroxyde de sodium) : Na+
(aq)+ OH-
(aq) de concentration Cb= 20mmol/l, toutes les
mesures sont faites à 25°C. On verse progressivement la soude et après chaque ajout, on mesure le pH de la solution, on
indique les valeurs obtenues
dans le tableau suivant :
On obtient la courbe de variation de pH en fonction du
volume Vb de la solution d’hydroxyde de sodium ajoutée.
Donnée :
pKa(CH3COOH/CH3COO-
)=4,75 et pKe=14,0
1/ Ecrire l’équation de la réaction de titrage.
.......................................................................................
2/ Calculer à 25°C la constante d’équilibre associée à
l’équation de la réaction de titrage.
.............................................................................................
.............................................................................................
3/ Calculer le volume Vbe de soude nécessaire pour
atteindre L’équivalence, puis repérer Vbe sur le graphe
ainsi que le pH correspondant. Que constate-t-on ?
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
4/ Décrire la courbe ci-dessus.
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................................................

6. 6
7-2/ Repérage du point d’équivalence :
A/ Méthode des tangentes parallèles :
Il s’agit d’une méthode graphique :
• On trace deux tangentes à la courbe parallèles, de part et d’autre du saut.
• Puis on trace une droite parallèle aux deux tangentes qui se situe à égale distante des tangentes.
• Le point d’intersection entre cette droite et la courbe pH= f(V) est le point d’équivalence.
B/ Méthode de la courbe dérivée :
On peut alors tracer une nouvelle courbe :
𝑑𝑝𝐻
𝑑𝑉𝑏
= f(Vb) qui donne l’évolution du
coefficient directeur de la tangente à la courbe pf(Vb).(Voir la courbe ci-dessus).
C/ Méthode d’utilisation de l’indicateur coloré :
Expérimentalement on détermine le volume d’équivalence, en utilisant un
indicateur coloré, lorsque sa couleur change brusquement à la teinte sensible, on obtient doc la valeur du volume de soude
versé à l’équivalence.
Choix de l’indicateur coloré : L’indicateur coloré correspondant est celui dont la zone de virage contient le pH du point
d’équivalence pHE.
Dans ce dosage ......................................est l’indicateur coloré convenable car ........................................................................
......................................................................................................................................................................................................
Exercice 1 :

7. 7