Acides et bases polyprotiques

Titres

Dans les titrages acide fort + base forte, le pH change lentement au début, rapidement jusqu’au point d’équivalence de pH=7, puis ralentit à nouveau. S’il est titré dans un acide fort, le pH va augmenter au fur et à mesure que la base lui est ajoutée. Inversement, s’il est dans une base forte, le pH va baisser au fur et à mesure que l’on ajoute de l’acide.

  • Dans les titrages acide fort + base faible, le pH change lentement au point d’équivalence et le pH est égal au pKa de l’acide. Le pH est inférieur à 7.
  • Pour l’acide faible + la base forte, le pH est supérieur à 7 au point d’équivalence.
  • S’il reste de l’acide fort ou de la base forte après le point d’équivalence, on peut s’en servir pour trouver le pH de la solution.

Présentons ensuite l’acide sulfurique. Cet acide polyprotique unique est le seul à être complètement déprotoné après la première étape :

Maintenant, essayons quelque chose d’un peu plus difficile. L’ionisation de l’acide phosphorique (trois réactions de dissociation cette fois-ci) peut s’écrire ainsi :

Débutons avec H3PO4 :

D’après ces réactions ci-dessus, nous pouvons donc voir qu’il faut trois étapes pour éliminer complètement l’ion H+. Cela signifie également que cette réaction produira trois points d’équivalence. Les bases polyprotiques sont des bases qui peuvent accepter au moins un ion H+, ou proton, dans les réactions acide-base.

Bases polyprotiques courantes Formule Strong/base faible Diprotique/triprotique. Base
Ion phosphate PO43- Faible Triprotique
Ion sulfate SO42- Très faible Diprotique
Ion carbonate CO32- Fort Diprotique

Première, commençons par la réaction A3- + H2O ? HA2- + OH-

Kb1= /=KW/Ka3

Puis, on branche les produits sur les réactifs :

HA2- + H2O ? H2A- + OH-

Kb2 = /=KW/Ka2

Enfin, il nous reste la troisième dissociation, ou Kb3 :

H2A- + H2O ? H3A + OH-

Kb3 = /=KW/Ka1

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