EQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - zajouetpoutycom
EQUILIBRES ACIDO-BASIQUES Réaction d’un acide avec l’eau Soit la réation d’un aide AH ave l’eau : AHaq+H2O(l)⇆A−aq+H3O+ aq Si l’aide AH ne réagit pas totalement avec l’eau, c’est un acide « faible » La transformation conduit alors à un équilibre chimique caractérisé par la onstante d’équilire eq: KA= [A−] [H3O+]eq
EQUILIBRES ACIDO-BASIQUES
formé au cours de la réaction considérée II-1/ LES SOLUTIONS ACIDES Soit la réaction acido-basique : AH + H 2 O A - + H 3 O + Les deux couples acido-basiques mis en jeu sont AH / A-et H 3 O + / H 2O Il s’agit en fait d’une réaction d’hydrolyse
Chap VI: Equilibres acido- basiques – Transfert de protons
Equilibres Acido-basiques Aspect important des équilibres chimiques dans le milieu biologique Structure des enzymes Glycolyse Pluies acides Principes généraux des équilibres chimiques s’appliquent aux transferts de protons L’ion hydrogène H + n’existe pas, il est sous forme solvaté H 3O+
Chapitre7-Equilibres acido basiques - Cours à domicile ou en
1/5 Fiche d’exercices 7 : Equilibres acido-basiques UE3 Biophysique PACES - Année universitaire 2015/2016 PHYSIQUE ET MATHS – Soutien scolaire et Cours
TD 7 : Equilibres acido-basiques´
TD 7 : Equilibres acido-basiques´ Exercice 1 : pH d’une base forte Calculer le pH d’une solution d’hydroxydede sodium dans l’eau aux concentrations 0,1, 10−6 et 10−8 mol L−1 Exercice 2 : pH d’un acide faible Calculer le pH d’une solution d’acide dichloroac´etique dans l’eau a la concentration 10−2 mol L−1
Faculté de Médecine Pierre-et-Marie-Curie
Support de cours CHIMIE GENERALE CHAPITRE VI - EQUILIBRES ACIDO-BASIQUES Professeur Antoine GEDEON Professeur Ariel de KOZAK (mise à jour : 28/5/2007) Université Pierre-et-Marie-Curie Pitié-Salpêtrière
DES ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES EN MILIEU BIOLOGIQUE
DES ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES EN MILIEU BIOLOGIQUE Le pH des liquides biologiques doit être maintenu dans des fourchettes étroites pour que la vie soit possible Un changement de pH perturberait très sérieusement le métabolisme des organismes vivants Les différents milieux
ÉQUILIBRES EN SOLUTION AQUEUSE
III Introduction aux titrages : TP-cours Chapitre 2 : Les équilibres acido-basiques et de complexation I Couples donneur/accepteur dissous d’une particule dissoute 1) Couples acido-basiques au sens de Brønsted 2) Couples de complexation II Diagrammes de prédominance et de répartition 1) Couples acido-basiques
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Chap VI: Equilibres acido-basiques -Transfert de protonsObjectifs :Définir un couple acide/baseExprimer une constante d"acidité K
A/pK ASavoir calculer le pH d"une solution acide
ou basiqueEquilibres Acido-basiques?
Aspect important des équilibres chimiques
dans le milieu biologique■Structure des enzymes
Glycolyse
Pluies acides...
Pluies acides...
Principes généraux des équilibres chimiques s"appliquent aux transferts de protons L"ion hydrogène H+n"existe pas, il est sous forme solvaté H 3O+La théorie de Brønsted-Lowry?
Il est important de connaitre les espèces qui
fournissent des protons, celles qui les acceptent et la façon d"exprimer la concentration en ions hydrogène dans la solution Selon cette théorie un acide est un donneur de proton Selon cette théorie un acide est un donneur de proton et une base un accepteur de proton Le proton est extrêmement mobile et les acides et bases dans l"eau sont toujours en équilibre avec leurs homologues protonés et déprotonés et les ions hydronium H 3O+ACIDES NUCLEIQUESACIDES NUCLEIQUES
Déprotonation
pK a=9,4 N N NN 1 2 345678 9 H2N O H N N NNR 1 2 34567
8 9 H2N O formes mésomères N R guanosine R N N NN R 1 2 34567
8 9 H2N O vrai aussi pour uracile et thymine O N H
ACIDES NUCLEIQUES
Protonation
pK a=3,5 1NH2 N N NN 2 345678 9 H NH2 N N NN 1 2 34567
8 9 N NR NH2 N N NN R 1 2 34567
8 9 H formes mésomères vrai aussi pour cytidine et guanosine NH2 N N NR adénosine
Notion de couple acide/base
HA(aq) + H
2O(l) = H3O++ A-(aq)Une base telle que NH
établit l"équilibre:
AOHAHAOHKaaaaK==
23(2 couples acide/base)
Une base telle que NH
3établit l"équilibre:
B(aq) + H2O(l) = BH++ OH-(aq)
Notion de couple acide/base : AH/A
-et BH+/B BOHBBHOHKaaaaK==
2L"autoprotolyse de l"eau?
L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq)L"autoprotolyse de l"eau : l"eau est une
espèce amphotère, elle réagit sur elle- même selon la réaction : 2 HO (l) = H
O +(aq) + OH -(aq) 2 H2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq)eOHOHOHKaaaK==
223.eKOHOH=-+]][3[
=10-14 2 H2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq) eKOHOH=-+]][3[ =10-14 eOHOHOHKaaaK==
2 23.2 H
2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq) eKOHOH=-+]][3[ =10-14 2 H2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq)eOHOHOHKaaaK==
2 23.2 H
2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq) eKOHOH=-+]][3[ =10-14 2 H2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq) 2 H2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq)eOHOHOHKaaaK==
2 23.2 H
2O (l) = H
3O +(aq) + OH -(aq) eKOHOH=-+]][3[ =10-14eKOHOH=-+]][3[ =10-14Définition pKAet pKB
[ ]AHAOHK A-+=. 3Avec pKA=-log KA
La fonction p = -log
=AOHAHK B =OHOHKe. 3 10= eBAKKK pKA+pKB=pKe=14pH + pOH = 14 -14Avec pKB=-log KB
Concentration en ions hydronium?
Concentration en ions hydronium
Lors des calculs l"activité est remplacée par )log( 3+ OH apHLors des calculs l"activité est remplacée par la concentration, valable dans des solutions diluées
La variation d"une unité de pH équivaut à un facteur dix sur la concentrationEchelle de pH : dans une solution aqueuse
neutre si [H3O+]= [OH-] alors Ke= [H3O+]2et [H3O+]= 1O-7mol.L-1: pH=7
Une solution est dite acide si [H
3O +]> [OHEchelle de pH?
Une solution est dite acide si [H
3O +]> [OH le pH<7Une solution est dite basique si [H3O+]<[OH-] :
le pH>7Le pH d"une solution aqueuse est compris entre
0 et 14
Introduction au diagramme de
prédominanceDiagramme de prédominance 0 7 14 [H O +] > [OH pH 0 7 14 [H3O+]= [OH-] [H 3O +] > [OH [H3O+] < [OH-] pKa H3O+/H20pKa
H2O/OH-
Relation entre pH et pKA
A AHAOH aaaaKOHAHAOH
A 3 23[ ][ ]AHApKpHAH A OHK AA loglogloglog 3
Diagramme de prédominance
[ ]AHApKpHA-+=log
pH014pKAAH
A- Pour avoir une nette prédominance : marge d"une unité de pH de part et d"autre du pK A pKAet Enthalpie libre standard? pKA=-logKAet DrG°=-RTlnKSachant que log x= ln x / ln 10Sachant que log x= ln x / ln 10
pKA= DrG°/RT ln10 exemple?La concentration molaire en ions OH-
d"une solution est de 0,010 mmol.L -1.Quel est le pH de cette solution?
Réponse : 9,00
Force des acides et des bases en solution dans l"eau? Un acide est d"autant plus fort que son KAest grand (libère des HAcide fort / faible, base forte / faible:un acide est fort si sa réaction d"ionisation peut être considérée un acide est fort si sa réaction d"ionisation peut être considérée comme totale. Une base est dite forte si sa réaction de capture
de proton peut être considérée comme totaleAH H 2OH 3O A-Acide fort
Acide faible...
Base forte (B, BH+, OH-),
Base faible
Force des acides et des bases en solution dans l"eauAcides
fortsAcides faiblesAcides négligeablesEchelle de pKa :
pH014Bases
fortesBases faiblesBases négligeables = nivellement des acides et des basesCalcul de pH?
Acide fort
Base forte
Base forte
Acide faible
Base faible
Conservation de la matière
Constantes d"équilibres
Electroneutralité
Acide fort?
Les acides forts sont totalement dissociés, se déprotonent totalement Il n"y a pas d"équilibre chimique, les acides forts n"ont donc pas de constante d"acidité K A .AH +H2O H3O++ A-
Ei cEf
c cEi cEf
c cAH se dissocie totalement en A-, on peut donc négliger [AH] devant [A-] dans l"équation de conservation de la matière
C = [AH]+[A-] donne c=[A-]
Ex : HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4
Si c >10-6mol/L■On peut négligerles OH- apportés par l"autoprotolyse de l"eau [H3O+] = [OH-] + [A-] donne [H3O+] = [A-]=c Acide fort pH = -log cSi c <10-6mol/L(acide fort dilué)■
On ne peut plus négliger l"autoprotolyse de
l"eau [H3O+] = [OH-] + [A-] ■h= Ke/h + c h² = Ke+ ch On doit résoudre l"équation du second degré [H3O+]=h pH = -log c Les base fortes réagissent totalement, se protonent totalementIl n"y a pas d"équilibre chimique, la réaction de dissolution d"une base forte dans l"eau n"a donc pas de constante d"acidité K
B B+H