Spé. Physique-Chimie · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel
Selon Brønsted, une réaction acido-basique est un transfert d'ion hydrogène H^+ d'un acide vers une base. Quand on met en présence deux couples A_1H/A_1^- et A_2H/A_2^-, l'acide de l'un peut réagir avec la base de l'autre : A_1H + A_2^- = A_1^- + A_2H.
Pour prévoir laquelle de ces réactions est favorisée, on classe les couples par force. La force d'un acide se lit sur son pK_A : plus il est petit, plus l'acide est fort, car il cède plus facilement son proton. Symétriquement, plus un acide est fort, plus sa base conjuguée est faible : les forces de l'acide et de sa base conjuguée varient en sens inverse.
La constante d'une réaction acido-basique se calcule directement à partir des deux constantes d'acidité : K = \dfrac{K_{A1}}{K_{A2}} = 10^{\,pK_{A2} - pK_{A1}}, où pK_{A1} est le pK_A de l'acide réagissant. Une grande valeur de K signale une réaction quasi totale, une petite valeur une réaction défavorisée. La règle du gamma, calquée sur celle de l'oxydoréduction, permet de prévoir rapidement le sens : l'acide le plus fort réagit avec la base la plus forte.
On identifie les deux couples et leurs pK_A. On écrit la réaction de l'acide d'un couple avec la base de l'autre. On calcule la constante par K = 10^{pK_{A2} - pK_{A1}} en plaçant au numérateur le K_A de l'acide qui réagit, puis on conclut sur le caractère favorisé. La règle du gamma sert de vérification du sens prévu.
Bien repérer quel pK_A va au numérateur : c'est celui de l'acide qui réagit (pK_{A1} dans K = 10^{pK_{A2}-pK_{A1}}). Ne pas confondre force d'un acide (petit pK_A) et concentration de la solution. Acide fort et base conjuguée faible vont de pair. Une grande constante indique une transformation thermodynamiquement quasi totale, pas nécessairement rapide.
Dresse l'échelle des pK_A et applique la règle du gamma pour annoncer le sens spontané, puis confirme par le calcul de K. Sache redémontrer K = K_{A1}/K_{A2} en multipliant par [H_3O^+] au numérateur et au dénominateur : c'est une question de cours classique. Conclus toujours sur le caractère quasi total ou limité de la réaction en comparant K à 1.