Terminale S/SI > > Chimie quantitative : Acide, base, xf, pH et pKA.

10  Chimie quantitative : Acide, base, xf, pH et pKA.
Probablement le chapitre de chimie quantitative le plus important pour le bac !
On y apprend ce qu’est un acide, une base, une réaction acide/base (le type de réaction chimique le plus présent au bac).
On découvre qu’il existe des réactions chimiques qui ne sont pas totales où l’avancement final xf n’est pas l’avancement maximal xmax. On explique comment se stabilise ces réactions dites « limitées ».
On présente une définition mathématique précise du pH, indispensable pour déterminer justement ce xf, ainsi que la notion de constante d’équilibre dont on verra deux exemples particuliers et leurs applications :
- le Ke constante d’autoprotolyse de l’eau (parfois indispensable pour trouver le xf)
- le KA constante d’acidité (diagramme de prédominance, indicateurs colorés).

01
Acide, base et réactions acide/base

On définit ce qu’on appelle un acide, une base puis on apprend à écrire des réactions acides bases.
On voit en particulier que l’eau est une espèce chimique qui peut se comporter comme un acide ou comme une base. On découvre pour finir que certaines réactions acido-basiques ne sont pas totales.
Les étudier sera l’objectif principal du reste du chapitre.


01

01 Acide, base et réaction acide/base


On rappelle ce que sont des solutions acides ou basiques puis on présente le concept de « couple acide/base ».
On définit un acide, une base puis on explique comment écrire une réaction acide/base. L’eau est une espèce chimique à la fois acide et base.
On dit qu’elle est « ampholyte ».
On présente plusieurs réactions acido-basiques dont l’eau est un des réactifs.

02
Réaction limitée et détermination du xf

On explique ce qui se passe lors d’une réaction limitée, c’est-à-dire qui n’est pas totale.
On apprend à déterminer son état final à l’équilibre, en particulier son xf en utilisant la mesure de son pH.


01

02 Constante d’équilibre

La constante d’équilibre est une constante définie à partir des concentrations des espèces en jeu dans une réaction. Elle permet en théorie de déterminer le xf de n’importe quelle solution.
En fait, en Terminale, on en aura d’autres applications…
Note : En cas de difficultés avec le log, regarde cette vidéo de présentation de cette fonction.


03 pH, Ke et xf

On apprend comment déterminer l’avancement final xf d’une réaction limitée dont on connait le pH en passant éventuellement par le Ke…
Un des exercices types les plus classiques au bac et parmi les moins maîtrisés...
Pourtant, c’est un exercice plutôt simple une fois qu’on a en tête les quelques étapes qui permettent de le résoudre.
Un incontournable !
Note : En cas de difficultés avec le log regarde cette vidéo de présentation de cette fonction.

03
Mettre un acide dans l’eau... KA, PKA et diagramme de prédominance

On présente d’abord les propriétés des acides forts et des bases fortes puis pour les acides faibles, la constante d’acidité appelée KA.  C’est une constante d’équilibre particulière dont les propriétés ont plusieurs applications essentielles en chimie.
On explique comment la retrouver rapidement puis les deux exercices types dans lesquels elle intervient.
Deux grands classiques à maîtriser sur le bout des doigts !


01

01 Acide fort / base forte

Un acide fort et une base forte réagissent totalement avec l’eau.
Cette propriété induit une relation particulière entre leur concentration et le pH.
Mettre ensemble un acide fort et une base forte réserve aussi des surprises…


02 KA constante d’acidité et premier exercice type

On voit comment retrouver très simplement la formule du KA à partir des bases de ce chapitre puis un premier exercice type : exprimer la constante d’équilibre d’une réaction acide base à partir des pKA des couples acide/base de cette réaction.
Un exercice type, incontournable pour les devoirs et le bac, qui permet de renforcer les bases du chapitre.
Note : Il est indispensable pour suivre cette vidéo de maîtriser les réactions acide / base ainsi que le pH et le Ke.
En cas de difficultés avec le log regarde cette vidéo de présentation de cette fonction.


03 Relation pH, pKA, diagramme de prédominance et indicateurs colorés

A travers deux exercices, on voit tout ce qu’il faut savoir sur ces dernières notions du chapitre :
- établir la relation entre pH et pKA
- Exploiter cette relation pour construire un diagramme de prédominance.
- Appliquer les propriétés des diagrammes de prédominance aux indicateurs colorés.
Des questions que l’on rencontre très souvent en devoir et au bac…
Note : Il est indispensable pour suivre cette vidéo de maîtriser les réactions acide / base ainsi que le pH et le Ke.
En cas de difficultés avec le log regarde cette vidéo de présentation de cette fonction.

04
Bilan et solution tampon

L’essentiel du chapitre et une application à la biologie : le « tampon bicarbonate » qui permet de stabiliser le pH sanguin. 


01

01 Bilan acide/base, pH, Ke et KA.

L’essentiel de ce qu’il faut savoir et surtout savoir faire dans ce chapitre sur les acides, les bases et toutes les notions qui découlent de leurs propriétés.
De très loin le chapitre de chimie le plus riche du programme et le plus interrogé au bac...
Un chapitre sur lequel il est indispensable de bien s’entraîner…


02 Solution tampon

On voit comment la présence d’une solution tampon de bicarbonate permet de réguler notre pH sanguin. Les solutions tampons sont à connaitre pour les exercices types avec documents.
On démontre ici dans un exercice l’efficacité du tampon bicarbonate. Un exercice qui demande une bonne maitrise des clefs de ce chapitre.