acide si son pH est inférieur à 7 (entre 0 et 7) ;
neutre si son pH est de 7 ;
basique si son pH est supérieur à 7 (entre 7 et 14).
Équilibre acido-basique
Une espèce acide est une espèce chimique capable de céder au moins un proton H+.
Une espèce basique est une espèce chimique capable de capter au moins un proton H+.
Lors d’une réaction acido-basique, une espèce basique A− ou acide AH va gagner ou perdre un proton et ainsi devenir son acide ou sa base correspondante. On appelle ces deux espèces des espèces conjuguées, elles forment un couple acide-base AH/A−.
L’eau appartient à deux couples : c’est l’acide du couple H2O/HO− et la base du couple H3O+/H2O. Étant à la fois une base et un acide, on appelle une telle espèce un amphotère ou un ampholyte.
Certaines réactions acido-basiques et plus généralement certaines réactions chimiques ne sont pas totales, elles atteignent un état d’équilibre chimique.
Un acide faible AH, ou une base faible A− est une espèce qui ne réagit pas totalement avec l’eau : la réaction est équilibrée.
L'autoprotolyse de l'eau s’écrit : H2O+H2O=H3O++HO−
Le produit ionique de l’eau est noté Ke=[H3O+].[HO−]. À cette grandeur est associé le pKe : pKe=−logKe
Un acide est fort si sa réaction avec l’eau est totale. Le pH d’une solution d’acide fort, en général, est : pH=−logC0
Le pH d’une solution d’acide faible sera donc supérieur : pH>−logC0
Une base est forte si sa réaction avec l’eau est totale. Le pH d’une solution de base forte est :
pH=pKe+logC0
À 25 °C pH=14+logC0
Le pH d’une solution de base faible sera donc inférieur : pH<14+logC0
Une réaction entre un acide fort et une base forte est totale.
L’acide le plus fort pouvant exister dans l’eau est H3O+, la base la plus forte pouvant exister dans l’eau est HO−.
Une réaction entre un acide fort et une base forte est exothermique.
Domaine de prédominance
Ka=[AH]eq[A−]eq[H3O+]eq
Le pKa d’un couple acide base est défini par pKa=−logKa
Le pKa d’un acide faible ou d’une base faible est compris entre 0 et 14.
Le pKa d’un acide fort est inférieur ou égal à 0.
Le pKa d’une base forte est supérieur ou égal à 14.
Pour un acide faible, plus le pKa est bas et plus il sera dissocié.
Pour une base faible, plus le pKa sera élevé et plus elle sera dissociée.
Le pKa d’un couple AH/A− est lié au pH par la relation : pH=pKa+log[A−]/[AH].
Donc si l’acide prédomine alors [A−]/[AH]<1 donc log[A−]/[AH]<0 donc pH<pKa.
Et si la base prédomine alors [A−]/[AH]>1 donc log[A−]/[AH]>0 donc pH>pKa.
Contrôle de la valeur du pH
Une solution tampon est composée d’un mélange d’un acide et de sa base conjuguée, son pH est donc proche du pKa du couple utilisé.
Une solution dont le pH varie peu par addition modérée d’acide, de base ou par dilution modérée est une solution tampon.