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Niveau maths sup
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Valeur de Ka Kb

Posté par
max48
20-04-18 à 06:28

Bonjour.

Je me demande pourquoi le produit des constantes d'acidité et de basicité Ka=[A-][H3O+]/[AH] et Kb= [BH+][HO-]/[B]  vaut Ke=10^-14=[H3O+][HO-].
C'est donné comme ça dans mes livres sans explication.
Cela suggère que le rapport des acides et le rapport des bases vaut chacun 1.
Qu'en est-il ?

Merci.

Posté par
max48
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 06:35

Car on est bien d'accord que les couples associés aux deux équations desquelles on tire les constantes sont différents ?
Parce que la ligne d'en dessous dans mon livre, on parle des pKa et pKb d'un même couple AH/A-...
Donc dans nos deux équations, les rôles d'acide et base sont juste inversés en jouant sur le caractère amphotère de l'eau ?

Posté par
vanoise
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 10:21

Bonjour
Ka est la constante d'équilibre de la réaction d'un acide faible sur l'eau :
AH +H2O = H3O+ + A-
Kb est la constante d'équilibre de la réaction d'une base faible sur l'eau :
A- + H2O = HO- + AH
Ke est la constante d'équilibre de la constante d'autoprotolyse de l'eau :
2H2O = H3O+ + HO-
Cela n'est vrai que parce que les solutions sont très diluées.
Dans le cas particulier où Ka et Kb correspondent au même couple acide/base, une simple multiplication montre l'égalité :
Ka.Kb = Ke
Si on regarde de près l'équation de la réaction d'autoprotolyse, sur les deux molécules d'eau qui interviennent, une capte un ion H+, ce comportant en base, l'autre perd un ion H+, se comportant en acide. L'autoprotolyse de l'eau est possible parce que l'eau a des propriétés amphotères...
Qu'est ce que tu n'as pas bien compris exactement ?

Posté par
max48
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 10:27

Merci, en fait c'était juste un problème de notation et de précision car le texte que je lisais ne précisait pas du tout qu'on était dans le cas particulier où Ka et Kb correspondent au même couple.

Posté par
max48
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 11:10

Sinon, j'ai une autre question.
Il s'agit de prédominance.


D'après la définition, on dit qu'une espèce est dominante si sa concentration est 10 fois supérieure à celle des autres espèces.

Donc pour que AH soit prédominant, il faut que [AH]>10[A-].

Mais je ne comprends pas pourquoi l'expression pH=pKa+log([A-]/[AH]) conduit à pH<pKa-1.

Car avec l'inégalité du dessus, on a le dénominateur du log qui est supérieur au numérateur. Donc un log affecté d'un signe moins sort et le membre de droite voit sa valeur baisser par rapport au pH.
Je ne vois pas la l'inégalité autrement que dans l'autre sens.

Si vous pouviez m'expliquer...

Posté par
Allen
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 11:39

Bonjour à toi,
Si on prend le cas de l'egalite tu vas avoir:
pH= pKa + log(1/10) = pKa - log(10)
Soit pH= pKa -1
Donc si on prend l'inegalite On aura
pH pKa - 1
J'espere Que tu auras compris.

Posté par
Allen
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 11:41

Et d'ailleurs encore heureux que l'on ait ce résultat! Plus l'acide est prédominant et plus le pH de la solution va diminuer et être petit.

Posté par
max48
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 11:58

Je ne vois pas comment tu passes à l'inégalité.

Car le dénominateur du log est supérieur au numérateur. Là c'est 10 pour l'égalité, mais si c'est supérieur, ça peut être 20, 30... donc il y a un -log(20) par exemple qui sort et le membre de droite devient inférieur au membre de gauche.
Mais du coup, j'ai plus de 1...

Posté par
vanoise
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 12:06

Dans son domaine de définition, la fonction logarithme est monotone croissante.  Une inégalité sur un rapport de concentrations reste valide sur les logarithmes correspondants

Posté par
Allen
re : Valeur de Ka Kb 20-04-18 à 12:10

Vanoise a raison.
Et puis même si tu avais -log 20, le pH serait toujours inférieur à pKa - 1.



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