CHIMIE

(*) L’Union Internationale de Chimie Pure
et Appliquée (U.I.C.P.A.) préconise d’appeler
oxonium l’ion H3O + .
L’ion oxonium hydraté H3O + (aq) ou
H + (aq) est l’ion hydronium (ou ion
hydrogène).
(**) H 2SO 4 est un diacide ; sa dissociation
se fait en deux étapes :
H2SO4 = H + + HSO – 4
acide base
HSO – 4 = H + + SO 2–
4
acide base
(***) CO 2–
3 capte deux protons, en deux
étapes, c’est une dibase :
CO 2–
3 + H + = HCO – 3
base acide
HCO – 3 + H + = CO 2+ H 2O
base acide
Équilibres acido-basiques
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COURS
L’acide et la base ainsi reliés sont dit conjugués ; ils forment un couple acide-base
noté A / B.
Rappelons qu’un proton n’existe pas à l’état libre en solution : il est fixé par une
molécule d’eau pour donner l’ion hydronium H 3O + (aq) (*) .
Exemples :
■ L’acide nitreux HNO 2 est un acide dont la base conjuguée NO – 2 est l’ion nitrite :
HNO 2 = H + + NO – 2
L’ammoniac NH 3 est la base conjuguée de l’ion ammonium NH + 4 :
NH + 4 = H + + NH 3
HNO 2 et NH + 4 sont des acides car ils peuvent donner un proton.
Le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre sont des acides dans l’eau :
CO 2 + H 2O = H + + HCO – 3
ion hydrogénocarbonate
SO 2 + H 2O = H + + HSO – 3
ion hydrogénosulfite
Il en est de même pour des cations métalliques tels que Fe 2+ :
Fe 2+ + H 2O = H + + Fe(OH) +
CO 2, SO 2, Fe 2+ sont des acides car ils provoquent la libération d’un proton de l’eau.
■ Un acide pouvant libérer plusieurs protons est appelé polyacide (**) .
C’est le cas de l’acide sulfurique H 2SO 4, de l’acide phosphorique H 3PO 4, ...
Une base pouvant capter plusieurs protons est appelée polybase (***) .
C’est le cas de l’ion carbonate CO 2–
3 , de l’ion sulfate SO 2–
4 , …
■ Une espèce qui est l’acide d’un couple et la base d’un autre couple est un
ampholyte ; on dit aussi que c’est une espèce amphotère.
C’est le cas de l’ion hydrogénosulfate, espèce acide du couple HSO – 4 / SO 2–
4
et espèce basique du couple H2SO4 / HSO – 4 .
3.2 Couples acide-base de l’eau
L’eau est un ampholyte :
– c’est la base conjuguée de l’ion hydronium H 3O + :
H 3O + = H + + H 2O couple H 3O + / H 2O
– c’est l’acide conjugué de l’ion hydroxyde HO – :
H 2O = H + + HO – couple H 2O / HO –
Dans toute solution aqueuse, l’eau et les ions hydroxyde et hydronium sont en
équilibre : 2H 2O = H 3O + + HO –
Cet équilibre, appelé équilibre d’autoprotolyse de l’eau, traduit le transfert d’un
proton d’une molécule d’eau à une autre et apparaît comme le résultat de l’interaction
des deux couples H 3O + / H 2O et H 2O / HO – .Il est caractérisé par la constante
d’équilibre K e . La relation traduisant cet équilibre est :
K e =
Pour les solutions diluées (cf. § 2.1.1) : a(H 2O) = 1,00 ;
soit : K e =
a(H 3O + ) = ; a(HO – ) =
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