Produit Ionique de l'Eau et Indicateurs Acido-Basiques
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Produit Ionique de l'Eau
L'eau pure ne devrait pas être électriquement conductrice. Cependant, elle a une très petite conductivité qui peut être mesurée avec des équipements très sensibles. Ce comportement suggère que, même dans l'eau la plus pure, des ions existent en très petites concentrations.
En raison de son caractère amphotère :
H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH-
AC1 AC2 BAS2 BAS1
Application de la MAMA : Kc = [H3O+] [OH-] / [H2O]2
Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 à 25 °C
[H3O+] = [OH-]
Kw = [H3O+]2 = [OH-]2 = 10-14
[H3O+] = [OH-] = 10-7 M
Dissolution à Température de 25 °C, en mol/L
- Neutre : H3O+ = OH- = 10-7
- Acide : H3O+ > OH- ; H3O+ > 10-7
- Basique : H3O+ < OH- ; H3O+ < 10-7 ; OH- > 10-7
- pH neutre = 7
- pH acide < 7
- pH basique > 7
Indicateurs Acido-Basiques
Les indicateurs sont des acides faibles ou des bases faibles qui sont caractérisés par une couleur différente de l'acide et de sa base conjuguée.
Considérons un indicateur acide, HIn, en solution aqueuse. L'équilibre est établi :
HIn + H2O ⇌ In- + H3O+
Couleur 1 Couleur 2
K = [In-] [H3O+] / [HIn]
Comme les deux espèces coexistent, il y a une couleur intermédiaire entre la couleur 1 et la couleur 2. L'ajout d'une petite quantité de HIn à une solution acide, avec l'augmentation de [H3O+], déplace l'équilibre vers la gauche et la couleur 1 apparaît. L'ajout d'une petite quantité de HIn à une solution basique, [OH-] neutralise les [H3O+] et diminue la [H3O+], ce qui déplace l'équilibre vers la droite et la couleur 2 apparaît.
La couleur de la solution repose sur le rapport [In-] / [HIn]. Si ce rapport est grand, la couleur prédominante est celle de la forme basique (In-). S'il est faible, la couleur dominante est celle de la forme acide (HIn). Si le rapport est proche de 1, on observe une couleur neutre (mélange des deux).
Pour bien apprécier le changement de couleur à l'œil, [In-] / [HIn] = 10.
Il y a une zone de pH dans laquelle la coloration est intermédiaire entre la forme dissociée et la forme non dissociée. Cette zone est appelée zone de virage. Le changement de couleur se produit dans un intervalle d'environ 2 unités de pH, caractéristique de chaque indicateur.