Force relative des acides et des bases

---

Acides forts, bases fortes

1. Acide fort

Un acide est fort si sa dissociation est totale (HCl, HNO₃, 1^ére ionisation de H₂SO₄). La base conjuguée est appelée base indifférente.

	HCl	+	H2O	=	H3O+	+	Cl-
E.I.	C		-		e		0
E.E.	0		-		C		C

2. Base forte

Une base est forte si sa dissociation est totale (éthanolate (CH₃CH₂O^-), amidure (NH₂^-) sur l’eau).

	NH2-	+	H2O	=	NH3	+	HO-
E.I.	C		-		0		e
E.E.	0		-		C		C

3. Nivellement par le solvant

L’acide le plus fort qui existe dans l’eau est H₃O⁺. Tout acide plus fort est transformé en H₃O⁺.

La base la plus forte dans l’eau est OH^-.

On ne peut donc pas comparer dans l'eau la force relative de l’éthanolate (pK_A = 16) et de l’amidure (pK_A = 30).

---

Acides et bases faibles

1. Acides faibles

HA + H₂O = A^- + H₃O⁺

C'est le K_A, la constante d'acidité, et la constante thermodynamique qui caractérise cet équilibre. Le K_A s'exprime par :

KA =	[A-].[H3O+]
	[HA]

Plus couramment les K_A, on utilise les pK_A définit comme :

pK_A = - log K_A

Les pKa sont tabulés dans des tables de données thermodynamiques.

En utilisant le coefficient de dissociation a.

	HA	+	H2O	=	A-	+	H3O+
E.I.	C		-		0		0
E.E.	C(1 - a )				Ca		Ca

Donc :

KA =	Ca²
	1 - a

Plus l’acide est fort, plus a tend vers 1, donc le Ka élevé, et le pKa diminue.

a dépend de :

• la nature de l’acide : a augmente si Ka augmente,
• la concentration : si C diminue, a augmente (l’acide est d’autant plus ionisé que C est faible, loi de dilution d’Ostwald),
• température.

2. Bases faibles

A^- + H₂O = HA + OH^-

La constante de cet équilibre est appelée le K_B, définie par :

KB =	[HA].[OH-]
	[A-]

De même, pKb = - log Kb.

On montre aisément que :

pKa + pKb = pKe

---

Limitations de l’échelle d’acidité dans l’eau

Comme toute espèce acide (ou basique) forte est entièrement dissociée et transformée en ions oxonium (ou hydroxyde), il ne peut pas y avoir dans l'eau d'acide plus fort que l'ion oxonium et il ne peut pas y avoir dans l'eau de base plus forte que l'ion hydroxyde. Cette constatation s'appelle le nivellement par le solvant.

<- Force de l’acide <-
acides forts nivelés			acides indifférents
HCl (-7)	HNO3 (-1,4)	H3O+ (0),	OH- (14)	C2H5O- (16)
bases indifférentes			bases fortes nivelées
-> Force de la base ->

Les chiffres entre parenthèses sont les pKa (par rapport à l'eau).

---

Remarque 

Différenciation par l’emploi d’autres solvants, des acides et bases forts dans l’eau

Travail en milieu acétique.

2 CH₃COOH = CH₃COO^- + CH₃COOH₂⁺

HCl est un acide faible dans l’acide acétique : on peut y mesurer son pKa.

De même, on peut travailler dans des solvants basiques comme l'ammoniac.