Physique Chimie

1. Calculs préliminaires

Versons dans l'eau un acide noté "AH", qui se dissocie en donnant la base conjuguée "A^-", suivant l'équation suivante :
  AH + H₂O A^- + H₃O⁺
La concentration est c = [AH] + [A^- ]
Ecrivons la relation d'Henderson :  
D'où :  
Soit encore :   [A^-] / [AH] = 10^{pH - pKa}

Eliminons [A^-] en utilisant l'équation de concentration.
(c - [AH]) / [AH] = 10^{pH - pKa}

Soit encore :   c - [AH] = [AH] x 10^{pH - pKa}
Et finalement :         -   De la même façon, on trouve aussi :  
Exprimons ces résultats en pourcentage en fonction de la concentration :

% de [AH]	% de [A- ]

Exemple : L'acide hypochloreux de formule brute HOCl est utilisé comme désinfectant dans les piscines. Il se décompose en donnant l'hypochlorite de formule brute ClO^-. La piscine a un pH de 6,5.
1) Déterminez les concentrations relatives de chaque espèce chimique. Le pKa est de 7.5 en solution aqueuse à 25°C.
2) Comment pourriez vous augmenter l'efficacité de l'acide hypochloreux ?

Réponse : L'équation de dissociation est :   HOCl + H₂O ClO^- + H₃O⁺
1) En appliquant les formules ci-dessus, on obtient :   [HOCl] = 90,9%     et     [ClO^-] = 9,1%
2) En ramenant le pH de la piscine à sa valeur neutre (pH = 7), on obtient : [ClO^-] = 24%
L'efficacité est alors plus de 2,6 fois, l'efficacité initiale.

2. Automatisation des calculs

Saisir le pKa     Saisir le pH     calcul

ATTENTION : Si le nombre est décimal, mettre un point a la place de la virgule dans les décimales.

Le % de [AH] est :       et celui de [A^- ] est :  

3. diagramme de distribution

Découvrons le diagramme de distribution au travers un exemple. Le gaz ammoniac (NH₃) réagit avec l'eau en donnant les cations ammonium (NH₄⁺) suivant l'équation :
  NH₃ + H₂O NH₄⁺ + HO^-

Le pKa = 9,25 pour l'ammoniaque en solution aqueuse à 25°C.

Faisons varier le pH est déterminons les concentrations relatives de chaque espèce chimique. Les résultats sont donnés dans le tableau suivant :

Ce qui permet de tracer le diagramme de distribution des espèces chimiques.