Autoprotolyse de l'eau
Fondamental :
En plus d'autres ions, toute solution aqueuse contient des ions oxonium
et des ions hydroxyde
. La concentration des ions
et
sont reliées entre elles par le produit ionique de l'eau
avec :
à T=25°C
Cette relation est toujours valable en solution aqueuse pour des concentrations inférieures à
et sert donc principalement à déterminer
à partir de
. La concentration
est généralement déterminée par la mesure du pH de la solution.
La connaissance d'une seule des 2 concentrations suffit pour que les 2 valeurs de concentrations soient connues.
Valeurs limites pour le pH :
Si
alors
et
Si
alors
et
Donc :
Le produit ionique de l'eau
est issu de la réaction acido-basique entre les couples
et
(
est ici un ampholyte :
est la constante d'équilibre de cette réaction.
Attention :
On utilise très souvent la valeur
Donc
Exemple :
A 25°C, une solution d'hydroxyde de sodium
a un pH égal à 11,8. En déduire les concentrations des ions
et
.Réponse :
- On connaît le pH donc on peut déterminer
:
Remarque : la concentration en ions
est faible car la valeur du pH est élevée- Pour déterminer la concentration
on utilise la relation :
Donc
A.N. (Application Numérique)
On étudie une solution d'hydroxyde de sodium avec
. Calculer son pH à 25°C. Réponse :
- On détermine
à partir de la relation :
Donc
A.N.
Remarque : la valeur du pH est élevée car la concentration en ions
est élevée
