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Équilibre Acid-Base : Comparaison des couples et des solutions tampons

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Description

Cette séance de cours couvre la comparaison des couples acido-basiques, le calcul du pH pour différentes solutions, et le concept de solutions tampons. Il comprend des exercices sur la détermination des valeurs de pKa, le calcul des concentrations d'ions et l'ajustement des niveaux de pH en ajoutant des acides ou des bases. La séance de cours explore également l'utilisation de tampons organiques comme Tris en biochimie pour maintenir la stabilité du pH.

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Chimie

Chimie minérale: Chimie minérale

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Acides et bases de Lewis

droite|vignette|300x300px|Schéma de quelques et Un acide de Lewis est une espèce chimique qui contient une orbitale électronique vide qui est capable d'accepter une paire d'électrons d'une base de Lewis pour former un adduit de Lewis. Une base de Lewis est donc toute espèce qui a une orbitale remplie contenant une paire d'électrons qui n'est pas impliquée dans la liaison mais qui peut former une liaison covalente de coordination (aussi appelée liaison dative) avec un acide de Lewis pour former un adduit de Lewis.

Acide

Un acide est un composé chimique minéral ou organique accepteur, au sens large, de doublets électroniques. Il est généralement défini par des réactions-types dans différents solvants, en particulier en libérant l'ion hydronium dans l'eau. Les acides réagissent souvent en dégageant de l'énergie avec d'autres composés chimiques appelés bases (les alcalis des Anciens), qui, elles, donnent des doublets électroniques et ont le pouvoir de générer, en tout ou partie, l'ion hydroxyle dans l'eau.

Constante d'acidité

vignette|350px|L'acide acétique, un acide faible, donne un proton (ion hydrogène, ici surcoloré en vert) à l'eau dans une réaction d'équilibre donnant l'ion acétate et l'ion hydronium (code couleur : rouge=oxygène, noir=carbone, blanc=hydrogène). En chimie, une constante d'acidité ou constante de dissociation acide, Ka, est une mesure quantitative de la force d'un acide en solution. C'est la constante d'équilibre de la réaction de dissociation d'une espèce acide dans le cadre des réactions acido-basiques.

Solution tampon

En chimie, une solution tampon est une solution qui maintient approximativement le même pH malgré l'addition de petites quantités d'un acide ou d'une base, ou malgré une dilution. Si l'un de ces trois critères n'est pas vérifié alors la solution est une solution pseudo-tampon. Une solution tampon est composée : soit d'un acide faible HA et de son anion A−. Il s'agit par exemple du couple CH3COOH/CH3COO− ; soit d'une base faible B et de son cation BH+ comme le couple NH4+/NH3.

Acide carbonique

L’acide carbonique est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un acide faible dont les bases conjuguées sont les anions (bicarbonate) et (carbonate). L'acide carbonique se forme en particulier dans l'eau par solvatation du dioxyde de carbone : , avec une constante d'équilibre d'hydratation valant Kh = [] / [] ≈ à . Ainsi c'est l'acide carbonique qui réagit en tant qu'acide avec l'eau. Afin de simplifier les calculs, on calcule en général une autre constante, valant Ka1=Ka1'Kh avec Ka1'=[H3O+][HCO3-] / [H2CO3].

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