Les acides/bases

Bonjour à tous,

Je me permet de demander votre aide car je bloque sur les acides bases. Je n'ai pas compris leurs propriétés et du coup je ne comprend ni le titrage des acides/bases fortes, ni celui des acides/bases faibles.

Voilà comment je défini un couple acide/base. Un coupe acide/base regroupe deux espèces chimiques de la forme AH et A^-. D'autre part, de ce que j'ai compris, n'importe quel acide réagit avec n'importe quelle base, pour former le couple opposé. Ainsi, des deux couples AH/A^- et BH/B^-, l'équation est: AH + B^- -> A^- + BH.

La question qui se pose: si ce que j'ai dit est correct, comment se fait-il qu'un acide, ou qu'une base, puisse exister en solution aqueuse, sans présence de leur base/acide respectifs? En effet: - Quand on dose un acide fort AH, on a à l'origine une solution aqueuse d'acide fort qu'on va doser je pense avec une base forte. Comment se fait-il que cet acide ne se dissocie pas totalement avec l'eau (puisqu'il est fort) - On dose cet acide avec une base B^-. On ajoute donc du B^- dans la solution. Pourquoi la base ne réagit qu'avec l'acide et pas avec l'eau de la manière suivante: B^- + H₂O -> BH + HO^-? - La phénolphtaléine et les autres indicateurs d'avancement de la réaction sont des acides/bases non? Pourquoi eux non plus ne réagissent-ils pas ni avec l'eau, ni avec l'acide titré ni avec la base titrante?

J'espère avoir été clair.

Je vous remercie de l'aide que vous pourrez m'apporter!

Ouhlà, attention à ne pas tout mélanger !

Un acide fort se dissocie complètement dans l'eau (en gros, c'est la définition de l'acidité forte), et respectivement pour les bases. En gros il n'aime pas rester dans cet état dans l'eau et évolue complètement. Donc HCl dans l'eau ça n'existe pas, et ça donne immédiatement H30+ + Cl- . On donne ensuite la concentration pour l'acide qu'il aurait eu s'il ne s'était pas dissocié (on a introduit n moles de HCl gazeux dans 1L de flotte –> la concentration).

Un acide faible, lui, a contrario, ne se dissocie pas complètement. Il y a une quantité qui est sous forme A- et une autre sous forme AH. En fait au niveau moléculaire ils échangent sans cesse des protons (et non des électrons ! sinon c'est de la rédox) de sorte que statistiquement les quantités n'évoluent plus. On a même une relation entre la quantité d'acide et de base : $K_a = \frac{[H^+][A-]}{[AH]}$. Plus le Ka est grand et plus l'acide se dissocie.

C'est la même chose pour les bases, dans le sens inverse, du coup !

Ensuite les acides et les bases n'interagissent pas n'importe commment. Quand tu titres, tu ajoutes goutte à goutte la base dans ta solution acide. Par conséquent ça réagit très vite et très rapidement il n'y a plus de base, jusqu'à la goutte suivante et ainsi de suite. Par conséquent ce sont les espèces les plus acides qui réagissent avec les plus basiques en priorité . S'il y a du surplus alors ensuite les acides ou les bases en excès s'attaquent aux autres bases ou acides, toujours les plus fortes restantes, jusqu'à "épuisement".

H20 est une base très faible et c'est aussi un acide très faible ($Ka = 10^{-14}$, on est très loin de 1 donc c'est un des acides les plus faibles. Idem en tant que base).

Quand tu ajoutes de la base, tu modifies donc les concentrations en acide et en base conjugués. Tu as toujours la relation $K_a = \frac{[H^+][A-]}{[AH]}$, tu peux suivre les évolutions des conentrations en A- et en AH en fonction de B- introduit et ar conséquent en tirer le pH.

Les indicateurs colorés sont également des acides/bases, pour lesquels les formes acides et basiques n'ont pas la même couleur. Ils réagissent donc avec l'eau, mais comme tu en mets juste quelques gouttes, c'est clairement pas ça qui va modifier significativement les conditions d'acidité du milieu. EN gros il ne modifie pas le pH mais subit le pH imposé par les autres espèces déjà en solution.

J'espère que ça répond un peu à tes questions et te permet d'y voir déjà pllus clair !

Merci pour vos réponses!

Donc, si on verse une base forte dans une solution d'acide fort, la base va en priorité réagir avec les [H3O+] pour former un acide et de l'eau. Donc, il restera de l'acide issue de la base forte et de la base issue de l'acide fort. Ces deux ne pourront pas réagir car ils sont issus de base/d'acide forts (et que la réaction inverse est beaucoup plus forte que celle dans le sens direct). C'est cela?

Précisément !

En tout cas merci à vous! J'ai l'impression que ça m'a aidé pour mon ECE que je viens d'avoir ce matin!

Dans la continuité, y'a un truc que j'ai toujours trouvé un peu olé olé : qu'est-ce qui nous permet de dire que c'est d'abord cette espèce là qui réagit, puis celle là, etc. C'est une histoire de Ka, mais dire Ka1<<Ka2 donc c'est l'espèce 1 qui réagit d'abord me semble… louche. Tout est dans le "<<" (10 fois ? 100 fois ? 100000 fois ?), moi on m'avait dit $10^4$.

Est-ce qu'il y a une vraie théorie statistique derrière ca ? Est-ce qu'on sait résoudre pour des Ka proches ?

La "théorie statistique" derrière ça s'appelle la négligeabilité. Je te laisse faire les calculs de la constante d'une réaction AH + B - = A- + BH en fonction des Ka, Kb et de la constante de l'eau Ke puis en fonction des concentrations des espèces en solution, mais tu pourras montrer qu'alors, si tu pars d'une même quantité d'acides, mais que l'un a un Ka beaucoup plus fort (on prend souvent comme facteur de négligeabilité 100 entre deux acides mais on peut prendre ce qu'on veut - c'est juste une histoire de précision) alors l'un est beaucoup plus dissocié que l'autre. En pratique la quantité de base qui a réagi avec l'acide le plus faible est négligeable (toujours selon le même ordre de grandeur), donc pour une quantité x de base introduite, on a $\epsilon$ qui a réagi avec l'un, $x-\epsilon$ avec l'autre. On peut sans trop de problème dire que ça vaut $x$ quand même

Après c'est juste une histoire de précision et de simplification. On fait des hypothèses simplificatrices parce que sinon c'est trop chiant à calculer, il faudrait poser davantage d'équations à résoudre… Fin bref, on peut parfaitement gérer des Ka proches. C'est juste plus casse-bonbons.

Et puis, les pH c'est du à la louche, si tu veux de la précision chirurgicale faut tenir compte de l'acidité de l'eau, des gaz dissous, de la température et des phases de la lune… Alors à moins d'avoir besoin d'une telle précision, on s'en fiche.

On dit effectivement souvent qu'on doit avoir une différence de pKa de 4. Mais j'ai déjà constater des réactions avec une différence plus petites (réactions parasite bien sur).