constante d'une réaction acide base Kr cours exercices
en présence de 2 couples acide base une réaction naturelle se produit entre l'acide le plus fort d'un couple et la base la plus forte de l'autre couple	prédominance de la forme base conjuguée ou de la forme acide pH < pKa la forme acide prédomine pH > pKa la forme base conjuguée prédomine pH = pKa l'acide et la base conjuguée sont en quantité égale
la constante de cette réaction est d'autant plus élevée que les pKa sont différents pKr = plus petit pKa - plus grand pKa et Kr=10-pKr si cette constante est supèrieure à 5000 la réaction chimique peut être considérée comme totale
par contre la réaction entre l'acide le plus faible d'un couple et la base la plus faible de l'autre couple est très limitée . dans ce cas la constante Kr est faible inférieure à un
solution tampon contient un couple acide base ; l'acide et la base conjuguée sont en quantité égale pH=pKa propriétés le pH ne varie pas par dilution le pH varie peu lors de l'ajout modéré d'une base ou d'un acide
exercice 1 réactions prépondérantes - solution tampon Dans 1 litre d'eau à 25 °C on introduit, sans modifications de volume, 0,1 mol de chlorure d'hydrogène 0,05 mol de soude 0,1 mol d'acétate de sodium pKa du couple ac éthanoique / ion éthanoate 4,8 vrai ou faux la première réaction pépondérante qui a lieu s'écrit H3O+ +OH- donne 2 H2O la seconde réactionprépondérante s'écrit H3CCOO- +H3O+ donne H3CCOOH+ H2O cette réaction peut être considérée comme totale. la réaction entre les ions éthanoate et l'eau est pratiquement inexistante. Le pH de la solution est voisin de 4,8 corrigé Les 2 premières propositions sont vraies ; l'acide le plus fort est mis en présence de la base la plus forte et la différence des pKa est supérieure à 3 vrai l'ion éthanoate est la base la plus faible et l'eau l'acide le plus faible KR=10-9,2. vrai 0,05 mol d'ion HO- réagit avc 0,05 mol H3O+ issu de HCl 0,05 mol d'ion éthanoate réagit avc 0,05 mol H3O+ issu de HCl donnant 0,05 mol H3CCO2H il reste 0,05 mol d'ion H3CCO2- c'est une solution tampon de pH=pKa=4,8 (Qté de matière d'acide faible =Qté de matière base conjuguée) exercice 2 phosphate d'ammonium Un litre de solution d'engrais pour plante est préparé en dissolvant 0,1 mol de phosphate d'ammonium solide (NH4)3PO4 dans la quantité d'eau nécessaire. La consatnte de réaction entre les ion ammonium et phosphate est:1580 ; 3,2 ; 1,72 ; 1,58 10-3 pKa(NH4+/NH3 )=9,2 ; pKa(HPO42-/PO43-)=12,4 corrigé Qté de matière d'ion hydroxyde (mol) 0.1*0,05 5 10-3 Qté de matière d'acide éthanoique (mol) 0,1*0,1 0,01 arrèt à la demi équivalence du dosage acide faible base forte pH=pKa=4,75 exercice 3 acide lactique L'acidité d'un lait se mesure en degré Dornic . Un degré Dornic correspond à 0,1 g d'acide lactique par litre de lait. Un lait frais a un degré inférieur à 18 °D. Les bactéries transforment le lactose en acide lactique. La molécule d'acide lactique H3C-CHOH-COOH (pKa=3,9) est-elle chirale ? Quelle est sa base conjuguée ? On dose 50 mL de lait par une solution de soude à 0,1 mol L-1 en présence de phénolphtaléine dont la zone de virage est [8 ; 9]. Ecrire l'équation bilan. Calculer le Kr. Conclure. Justifier le choix de cet indicateur. On verse 11 mL de soude pour atteindre l'équivalence acide base. En déduire le degré du lait. corrigé le carbone porteur du groupe alcool CHOH , lié à 4 autres groupes d'atomes différents est un carbone asymétrique donc la molécule est chirale. La base conjuguée est : H3C-CHOH-COO-. ion 2-hydroxypropanoate H3C-CHOH-COOH + HO- donnent H3C-CHOH-COO- + H2O couples acide base mis en jeu l'acide lactique est noté AH H2O / HO- pka=14 L'acide le plus fort est mis en présence de la base la plus forte et la différence des pKa est 10,1. La réaction sera totale Kr=1010,1 AH / A- pka=3,9 A l'équivalence acide base la solution contient une base , l'ion H3C-CHOH-COO- donc le milieu est basique pH>7. La zone de virage de l'indicateur doit contenir le pH à l'équivalence. Le choix est correct. CaVa= CbVb à l'èquivalence 11 10-3 *0,1 = 50 10-3 * Ca ....0,022 mol L-1 d'acide lactique soit en masse : masse molaire ac lactique *0,022=90*0,022 = 1,98 g dans 1 litre 19,8 °D lait pas frais.
exercice 4 acide salicylique et ammoniac L'acide salicylique est noté AcH. Dans 100 mL d'une solution d'acide salicylique à 0,2 molL-1, on ajoute sans dilution 5 10-3 mol d'ammoniac NH3. pKa des couples AcH/Ac- : 3 ; NH4+ /NH3 : 9,2 Ecrire l'équation bilan et calculer la constante Kr; conclure. Calculer [AcH]fin , [Ac-]fin et le pH final. corrigé NH4+ /NH3 : 9,2 AcH/Ac- : 3 L'acide le plus fort (AcH) réagit naturellement avec la base la plus forte (NH3). Les pka étant différent de 6,2 unités la constante Kr est grande Kr=106,2 = 1,58 106. La réaction est totale. AcH + NH3 ---> Ac- + NH4+ Qté mat (mol) NH3 AcH NH4+ Ac- départ 5 10-3 2 10-2 0 0 réaction -5 10-3 -5 10-3 +5 10-3 +5 10-3 bilan 0 1,5 10-2 +5 10-3 +5 10-3 molL-1 0,15 0,05 0,05 la solution finale contient le couple AcH/Ac- pH = pKa + log [Ac-]/{AcH] = 3+ log(0,05/0,15) = 3-0,48 = 2,52 retour - menu