Spé. Physique-Chimie · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel
Le modèle de Brønsted décrit les transformations acido-basiques comme des transferts d'ion hydrogène H^+. Un acide est une espèce capable de céder un H^+, une base une espèce capable d'en capter un. Une réaction acido-basique est donc un échange de proton entre l'acide d'un couple et la base d'un autre. Certaines espèces sont amphotères (ampholytes) : elles peuvent céder ou capter un proton selon le partenaire, comme l'eau ou l'ion hydrogénocarbonate.
La réaction d'un acide avec l'eau permet de distinguer acides forts et acides faibles. Un acide fort réagit totalement avec l'eau : AH + H_2O \rightarrow A^- + H_3O^+, son taux d'avancement final vaut \tau = 1 et [H_3O^+] = C. Un acide faible ne réagit que partiellement : la réaction conduit à un équilibre, \tau < 1, et [H_3O^+] < C. La constante d'acidité K_A quantifie cette dissociation partielle.
Le taux d'avancement final \tau = \dfrac{x_f}{x_{\max}} est l'outil de comparaison : pour un acide en solution, \tau = \dfrac{[H_3O^+]_{\text{éq}}}{C}. À partir d'une mesure de pH, on peut donc juger du caractère fort ou faible, et même remonter à K_A.
On écrit la réaction de l'acide avec l'eau (flèche simple si fort, signe égal si faible). On calcule [H_3O^+] = 10^{-pH}, puis le taux d'avancement \tau = [H_3O^+]/C : proche de 1, acide fort ; très inférieur à 1, acide faible. Pour valider une valeur tabulée, on reconstruit les concentrations à l'équilibre et on calcule K_A, qu'on compare à 10^{-pK_A}.
Bien distinguer concentration apportée C (ce qu'on a versé) et concentration à l'équilibre (ce qu'il reste). Pour un acide faible, [H_3O^+] \neq C. Utiliser l'approximation [AH] \approx C - [H_3O^+] et [A^-] \approx [H_3O^+] (en négligeant l'autoprotolyse de l'eau). Une flèche simple pour une réaction totale, un signe égal pour un équilibre.
Annonce le critère : \tau = 1 pour un acide fort, \tau < 1 pour un acide faible. Calcule \tau à partir du pH et conclus sur le caractère de l'acide. Pour les questions de type bac, sache reconstruire le tableau des concentrations à l'équilibre afin de retrouver K_A et de vérifier la cohérence avec le pK_A tabulé. Soigne le choix flèche simple / signe égal selon que la réaction est totale ou limitée.