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pH des solutions d'acides faibles

Dans le cas des acides faiblesmonoprotiques, nous devons satisfaire simultanément à deux conditions d'équilibre : l'équilibre de dissociation de l'eau (équilibre (1), équation (2)) et l'équilibre de dissociation de l'acide faible (équilibre (6), équation (7)). Ces deux équations contiennent 4 inconnues, [H+], [OH-], [HA] et [A-] et il faudra donc 4 équations pour résoudre ce système. Outre les équations (2) et (7), nous appliquerons le principe de conservation de la concentration, Ca = [HA] + [A-] et le principe d'électroneutralité, [H+] = [OH-] + [A-].

De manière simplifiée, on peut aussi utiliser l'équation (7) pour extraire la concentration [H+]. En considérant que [OH-] est faible, [H+] ≃ [A-], et Ca ≃ [HA], on obtient, en utilisant la définition du pKa (équation (8)) :

[H+]2 = Ka Ca

d'où

pH = 1/2 (pKa - log Ca)

(11)


On voit donc que la dilution d'un facteur 10 d'une solution d'un acide faible monoprotique fait monter le pH d'une demi-unité, alors que pour un acide fort il montait d'une unité. Ceci est la conséquence du déplacement de l'équilibre vers la droite, donc de l'augmentation du coefficient de dissociation évoquée à la page précédente, ce qui compense partiellement l'effet de la baisse de concentration.