I. Réaction Acide Fort + Base Forte
1. Caractéristiques
- Réaction totale
- Réaction exothermique
H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O
2. Courbe de dosage pH = f(Vb)
- Avant l'équivalence : pH augmente lentement (excès d'acide)
- À l'équivalence : saut de pH brutal
- Après l'équivalence : pH augmente peu (excès de base)
3. Point d'équivalence E
L'équivalence acido-basique est l'état du mélange où les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.
Relation d'équivalence : Ca·Va = Cb·VbE
À l'équivalence (acide fort + base forte) :
• pHE = 7 (solution neutre)
• [H₃O⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L
• Détermination graphique : méthode des tangentes parallèles
II. Réaction Acide Faible + Base Forte
1. Caractéristiques
- Réaction totale et exothermique
CH₃COOH + OH⁻ → CH₃COO⁻ + H₂O
Forme générale : AH + OH⁻ → A⁻ + H₂O
2. Courbe de dosage
4 parties : montée rapide → zone quasi-linéaire (avec point F) → saut de pH (point E) → asymptote.
3. Point d'équivalence E
Ca·Va = Cb·VbE
À l'équivalence (acide faible + base forte) :
• pHE > 7 (solution basique)
• Espèce majoritaire : la base conjuguée A⁻ (ici CH₃COO⁻)
4. Point de demi-équivalence F
VbF = VbE / 2 et pHF = pKa
Au point F : [A] = [B] → pH = pKa du couple. Ce point permet de lire graphiquement le pKa.
III. Réaction Acide Fort + Base Faible
B + H₃O⁺ → BH⁺ + H₂O
Exemple : NH₃ + H₃O⁺ → NH₄⁺ + H₂O
À l'équivalence (acide fort + base faible) :
• pHE < 7 (solution acide)
• Espèce majoritaire : l'acide conjugué BH⁺ (ici NH₄⁺)
IV. Solutions Tampons
1. Définition
Une solution tampon est un mélange équimolaire d'un acide faible et de sa base conjuguée. C'est la solution obtenue au point de demi-équivalence d'un dosage.
2. Propriétés
Le pH d'une solution tampon
varie peu :
- Lors d'une dilution modérée
- Lors de l'ajout modéré d'un acide
- Lors de l'ajout modéré d'une base
pH ≈ pKa du couple
3. Trois méthodes de préparation
| Méthode | Condition |
|---|
| Acide faible + base forte | n(OH⁻) = n(A) / 2 → demi-équivalence |
| Base faible + acide fort | n(H₃O⁺) = n(B) / 2 → demi-équivalence |
| Mélange équimolaire | n(A) = n(B) soit CaVa = CbVb |
4. Applications
- Chimie : étalonnage des pH-mètres, contrôle du pH en oxydoréduction
- Biologie : réactions enzymatiques, régulation du pH sanguin
V. Tableau Récapitulatif des Dosages
| Type de dosage | pH à l'équivalence | Indicateur recommandé |
|---|
| Acide fort + Base forte | pH = 7 (neutre) | BBT |
| Acide faible + Base forte | pH > 7 (basique) | Phénolphtaléine |
| Acide fort + Base faible | pH < 7 (acide) | Hélianthine |
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