Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa négatif sera donc totalement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide fort. Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa positif ne sera que partiellement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide faible.
On considère qu'un acide est faible lorsque son pKa est supérieur à −1,74 à 25 °C (pKa du cation hydronium H3O+). Pour un pKa supérieur à 14, on dit qu'il est indifférent. Un acide est d'autant plus faible que son pKa est élevé. Sa base conjuguée est donc d'autant plus forte et moins stable que ce même pKa est élevé.
- Si pH = pKa, [A−]f = [AH]f : les espèces acide et basique ont la même concentration en solution. - Si pH <pKa, [A−]f < [AH]f : l'espèce acide prédomine.
Le pH initial de la solution est pHinitial = pKa – log ([acide]/[base]) = 4.75 – log (1/1) = 4.75. Le nouveau pH sera : pH = pKa – log ( 1.1 / 0.9 ) = 4.75 – 0.09 = 4.66 Le pH n'aura varié que de 0.09 unité.
· Règle du Gamma direct : La réaction entre un acide A1 et une base B2 est totale si : - sur l'échelle des pKa ci-dessus un gamma direct peut relier les réactifs et les produits. - la différence des pka des deux couples est supérieure à 3 (on a alors K > 1000).
On classe les bases faibles en fonction de leur constante d'acidité. Les bases faibles ont un pKa inférieur à 14. Pour un pKa négatif, on dit qu'elles sont « indifférentes ». L'acide1 se transforme en sa base conjuguée, et la base2 se transforme en son acide conjugué.
Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa négatif sera donc totalement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide fort. Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa positif ne sera que partiellement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide faible.
Acide fort ou faible
Un acide faible est un acide qui ne se dissocie que partiellement en solution. Les acides faibles forment un équilibre, dans lequel la majorité des molécules présentes sont des molécules d'acide et seule une infime partie donne ses protons et se dissocie en ions.
Plus la valeur de pKa est faible, plus le Ka est grand, plus l'acide est fort.
Son acidité caractérisée en solution aqueuse par un pKa = 4,76 vient de sa capacité à perdre temporairement le proton de sa fonction carboxylique, le transformant ainsi en ion acétate CH3COO−. C'est un acide faible.
Définition du pKa
On utilise généralement le Pka plutôt que le Ka pour déterminer la force d'un acide. On remarque que plus l'acide est fort plus le pKa est petit. En effet, si celui est fortement dissocié, la concentration [AH] devient faible.
pKA, = 15,75 (couple H,O/OH-).
L'acide fluorhydrique est un acide faible (pKa = 3,17) en solution aqueuse diluée et existe principalement sous forme non ionisée.
On l'appelle point de demi-équivalence car il correspond à la situation dans laquelle la moitité de l'acide initialement présent a réagi avec HO- pour donner sa base conjuguée. On a alors égalité de concentration entre l'acide titré et sa base conjuguée, d'où pH=pKa .
Les solutions acides ont un pH inférieur à 7. Les solutions basiques ont un pH supérieur à 7. En présence d'un acide, le papier tournesol bleu devient rouge.
Un acide fort est un acide réagissant totalement avec l'eau. Si sa concentration est c, alors . Un acide faible AH réagit avec l'eau selon une réaction limitée . Une base forte réagit avec l'eau selon une réaction totale.
Lorsqu'un sel de chlorure comme NaCl(s) est ajouté à HCl aqueux, il n'a pratiquement aucun effet sur le pH, ce qui indique que l'ion Cl− est une base conjuguée extrêmement faible et que HCl est totalement dissocié en solution aqueuse.
NH3 est une base faible. Son ionisation est partielle et un équilibre s'établit avec les produits de l'hydrolyse. Ici, l'eau cède un proton qui est capté par l'ammoniac. H2O agit donc dans cet équilibre comme un acide.