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Pke et PH
bonjour!^^
petite presentation sommaire:je suis etudiante en terminale S et j'ai actuellement des difficultés a comprendre mon dernier chapitre le chimie portant sur les constantes d'acités de reactions d'acides avec l'eau...
on parle dans mon cours d'autoprotolyse de l'eau.
on determine Ke et pKe qui est egal a 14.
plus loins dans le cours on nous dit que lorsque une solution (acide+eau) a un PH a pKa, alors la quantité d'acide et de sa base conjusguée dans la solution sont egales.
sachant que la reaction d'autoprotolyse de l'eau est
2(H2O) = H3O+ + HO- (excusez moi pr la forme)
cela signifierai que quand le PH de l'eau est egal a 14,l'eau en tant qu'acide a la meme concentration que sa base conjuguée(le HO- ) dans la solution?
est ce cela?
or on me dit ensuite que C(HO-) = C(H3O+) quand pH=7...
je crois que je melange un peu tout...je ne sais pas si vous m'avez suivi mais dans ma logique C(HO-)=C(H3O+) quand le pH de la solution d'eau est a 14 ---
deja rien que ca me prait hautement impossible...
en gros: suis je completement a coté de la plaque?je veux dire vraiment vraiment? ou semblerais je avoir compris ma lecon un ptit chouilla?
je remercie beaucoup toute personne qui pourrait m'eclairer sur cette valeur du pKe=14
et l'egalité: C(HO-)=C(H3O+) a pH7...
merci merci merci enoormement
Xx Bloumi xX
excusez moi pour les fautes d'orthographes -_-" j'ai honte..je ne me suis pas relue avant de poster ...^^"
dsl
la réaction d'autoprotolyse de l'eau.
H2O + H2O = H3O+ + HO-
pour l'eau pure :
pH=7 =>
comme l'eau est éléctriquement neutre :
=> Ke=[H3O+][HO-]=10-14
merci bcp...cela est très bien mais qu'est ce que cela signifie quant a la predominance des especes de la solution?
Salut !
Alors, il faut déjà différencier les acides forts des acides faibles.
Un acide fort est totalement dissocié dans l'eau, comma par exemple HCL:
HCL + H2O ------> H3O+ + Cl-
Un acide faible n'est pas totalement dissocié dans l'eau:
H3C-CO-OH + H2O <--- ------> H3C-CO-O- + H3O+
Ou plus généralement:
HA + H2O <--- ------> A- + H3O+
A- étant la base faible conjuguée de l'acide faible HA.
On a alors pour ce genre d'acide une constante d'acidité Ka:
Ka = [H3O+]*[A-] / [HA]
De cette équation découle:
pH = pKa + log( [A-]/[HA] )
Tu vois que si: [A-] = [HA], on a alors: log( [A-]/[HA] ) = log 1 = 0
=> pH = pKa
MAIS ATTENTION !!
pKe n'est pas la même chose que pKa !!!!!!!
Nous avons l'autoprotolyse de l'eau:
H3O+ + OH- <--- ---> 2H2O
Le produit ionique s'écrit:
Ke = [H3O+] * [OH-] = 10-14
=> pKe = -log( Ke ) = -log( 10-14 ) = +14
pX c'est la fonction inverse de logX:
log( X ) = a <=> X = 10a
-log( Y ) = b <=> Y = 10-b
De même que:
racine( Z ) = c <=> Z = c2
Pour terminer:
Tu as:
Ke = [H3O+] * [OH-] = 10-14
Si [H3O+] = [OH-], on a alors:
Ke = [H3O+]2
(ou: Ke = [OH-]2)
=> [H3O+] = racine( Ke )
pH = -log( racine( Ke ) ) = -log( racine( 10-14 ) ) = -log( (10-14)(1/2) ) = -log( 10(-14*1/2) ) = -log( 10-7 ) = 7
NB: racine( A ) = A(1/2), car si tu as A2
=> racine( A2 ) = (A2)(1/2) = A2*1/2 = A1 = A
En n'oubliant pas bien sûr que: (Ab)c = Ab*c
Aucune espèce n'est prédominante, tu as la concentration en ion H3O+ notée: [H3O+] qui est égale à la concentration de OH- quand pH = 7.
Donc il n'y pas plus de OH- que de H3O+.
pKe n'est il pas en quelque sorte le pKa de l'eau pure?
et n'y a t'il pas inversement de la predominance de la base ou de l'acide lorsque pH=pKe?
or pour l'eau pure pKe est different de pKe donc les deux especes ne devraient pas avoir des concentratios differentes pour ce pH?
excusez moi d'insister sur ce point mais j'avoue que j'ai du mal a saisir...-_-" désolée
Il n'y a pas de problème
le pKa d'un acide indique d'une part que c'est acide est faible, et d'autre part, plus le pKa est élevé, plus l'acide est faible.
Or l'eau n'est pas un acide à proprement parler. L'eau est un ampholyte: à la fois acide et basique:
HA + H2O <--- ------> A- + H3O+ (Ici H2O à capter un H provenant de HA: l'eau est, ici, acide)
B- + H2O <--- ------> BH + OH- (Ici H2O à donner un H à B-: l'eau est, ici, une base)
Mais l'eau en elle même, toute seule, est en équilibre:
2H2O <------> H3O+ + OH-
Comme tout équilibre, il est caractérisé par une constante d'équilibre. Une constante d'équilibre, c'est toujours le produit des concentrations des espèces formées divisé par le produit des concentrations des réactifs:
K = [H3O+]*[OH-]/[H2O]²
Or par convention: [H2O] = 1
=> K = [H3O+]*[OH-] = Ke ("e" pour "eau" bien sûr)
N'assimiles pas le pKa et le pKe comme étant pareil.. Tu ne va jamais neutraliser de l'eau. Tu neutralises un acide faible par une base forte, ou une base faible par un acide fort, et à l'équivalence, pH = pKa.
Si tu neutralises un acide fort par une base forte, à l'équivalence, tu as pH = 7
C'est tout. Encore une fois, pKe ça veut juste dire: -log(Ke).
Mais pour répondre à ta quesiton, si pH = pKe, on a: pH = 14
Or: pH = -log( [H3O+] ) => [H3O+] = 10-pH = 10-14 mol.L-1 (~ 0 mol.L-1)
(NB: 10-14 = 0,00000000000001 ....)
Donc, [OH-] est prédominant à pH = 14; et ça se démontre:
Ke = [H3O+]*[OH-] = 10-14
Or, [H3O+] = 10-14 mol.L-1, donc: [OH-] = 1 mol.L-1
=> [OH-] >>> [H3O+]
De même, à pH = 1, [H3O+] = 0,1 mol.L-1
Ke = [H3O+]*[OH-] = 10-14
=> [OH-] = 10-14 / 0,1 = 10-14 / 10-1 = 10-14.101 = 10-13 mol.L-1
De 0 à 7 => pH acide
De 7 à 14 => pH basique
pH = 7 => pH neutre
Car à pH = 7 => [H3O+] = 10-pH = 10-7 mol.L-1
D'après le produit ionique de l'eau:
Ke = [H3O+]*[OH-] = 10-14
=> [OH-] = 10-14/[H3O+] = 10-14 / 10-7 = 10-14.107 = 10-14+7 = 10-7 mol.L-1
=> [H3O+] = [OH-] (=> Pas plus d'acide que de base: neutre)
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