Introduction [Acides et bases en solution dans l'eau]

Introduction

Le chapitre précédent expliquait les fondements de la résolution du problème, soit en posant un système d'équations générales décrivant l'état du système ( électro-neutralité, bilans, relations valables à l'état d'équilibre), soit en identifiant un nombre réduit de " réactions prépondérantes ".

La composition du milieu se déduit :

soit en résolvant le système d'équations générales, en général à l'aide d'approximations qu'il faudra vérifier a posteriori. Cette méthode sera appelée " méthode générale ".

soit en calculant l'avancement \(\mathbf\xi\) de la réaction prépondérante RP (ou des réactions prépondérantes) à partir de l'égalité

\(\textrm Q_{\textrm{RP}} (\xi) = \textrm K_{\textrm{RP}}\)

où \(\textrm Q_{\textrm{RP}}(\xi)\) représente le quotient réactionnel^[1] associé à la réaction prépondérante exprimé en fonction de l'avancement de réaction. Cette méthode sera appelée " méthode de la réaction prépondérante ".

Une troisième méthode permet, apparemment sans qu'aucun calcul soit nécessaire, de retrouver le \(\textrm{pH}\) d'une solution d'acide ou de base quasi instantanément pourvu que l'on dispose des " diagrammes logarithmiques de concentrations " (D.L.C.) .

Notes

Quotient réactionnel Q
Le quotient réactionnel Q est une grandeur thermodynamique permettant de prévoir l'évolution d'un système dans lequel la réaction \(\mathrm{Sn_i.X_i}\) = 0 (\(\mathrm{n_i}\) est positif pour les produits, négatif pour les réactifs) peut avoir lieu et à laquelle est associée la constante d'équilibre K :
Q est défini comme \(\mathrm{P~a_i^{ni}}\) ;
où \(\mathrm{a_i}\) représente l'activité du composé i
On l'utilise pour prévoir l'évolution d'un système en comparant Q et K :
Si Q < K alors le système va évoluer de sorte que les activités des produits augmentent et que celles des réactifs diminuent , c'est à dire que l'avancement de réaction sera positif (réaction s'effectuant de gauche à droite) . L'évolution sera terminée lorsque Q sera égal à K. Le quotient réactionnel à l'équilibre est alors noté \(\mathrm{Q_{eq}}\).
Si Q > K l'évolution se fera de droite à gauche (avancement de réaction négatif) . L'évolution sera également terminée lorsque Q = \(\mathrm{Q_{eq}}\)= K.