Diagramme de prédominance :
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Reprenons l’expression de la constante de
réaction déjà vu KA , nous
constatons alors que :
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Si l’acide est très dissocié, c'est-à-dire si
les concentrations [A-] et [H3O+] sont
importantes et si la concentration de [AH] est faible, alors KA est
élevée, c'est-à-dire que pKA est faible ;
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Si la dissociation de l’acide mène à des
concentrations égales en acide AH et en base conjuguée A-, alors [H3O+]
= KA, c’et à dire que pH=pKA ;
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Si l’acide est faiblement dissocié, c'est-à-dire
si les concentrations [A-] et [H3O+] sont
faibles et si la concentration [AH] est importante, alors KA est
faible, c'est-à-dire que pKA est élevé.
Nous voyons ainsi que le pKA mesure la force d’un acide :
plus l’acide est fort, c'est-à-dire plus il se dissocie facilement, et plus son
pKA est faible. Ceci traduit le fait que la réaction de l’acide avec
l’eau est très favorise vers la droite, et donc que la constante de réaction
est élevée.
A l’inverse, un pKA élevé traduit le fait que la
réaction est plutôt favorisée vers la gauche, et correspond donc à un acide
faiblement dissocié : celui-ci réagit médiocrement avec l’eau.
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On peut également, à partir du seul pH d’une
solution, trouver quelle forme d’un couple acide/base va dominer dans la
solution.
Ainsi, si la concentration en ions H3O+ est
très supérieure à la constante d’acidité (c'est-à-dire si pH faible, donc <
pKA), l’expression de la constante de réaction nous indique que c’est
la forme acide AH qui domine. Ceci est logique : l’espèce plongée dans un
milieu riche en ion H3O+, ne pourra que difficilement
exister sous forme A-, celle-ci rencontrant très souvent des ions H3O+
avec lesquels elle se combinera pour donner AH et H2O.
A l’inverse, si la concentration en ions H3O+
est très inférieure à KA (c'est-à-dire si pH élevé, donc > pKA),
l’expression de la constante de réaction nous indique que c’est la forme
basique A- qui domaine. Ceci est également logique : l’espèce,
plongée dans un milieu pauvre en ions H3O+, va se
dissocier et former des ions H3O+ , jusqu’à ce que la
réaction inverse équilibre cette dissociation.
On distingue ainsi des domaines de prédominance des différentes
formes d’un couple acido-basique :
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Si pH< pKA – 1 , la forme acide
domaine la forme basique d’un facteur 10 en concentration ;
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Si pH > pKA + 1 , c’est la forme
basique qui domine la forme acide d’un facteur 10 en concentration ;
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Autrement, les deux formes coexistent dans des
proportions comparables.
On synthétise cette information sous la forme d’un diagramme de prédominance,
donnant les zones de pH où domine chacune des espèces, et celle où elles
coexistent dans des proportions comparables (ces domaines sont appelés domaines
d’Anderson) voir figure.
