Qu'est-ce qu'une constante de dissociation?
Une constante de dissociation est une mesure de la facilité avec laquelle un composé se scinde en ions lorsqu'il est ajouté à un solvant. Les composés ayant une constante de dissociation élevée favorisent la partie droite de l'équilibre, c'est-à-dire la formation d'ions. L'utilisation la plus courante des constantes de dissociation consiste à déterminer la résistance des acides et des bases dans des solutions aqueuses.
Johannes Nicolaus Brønsted et Thomas Martin Lowry ont défini les acides comme donneurs de proton et les bases comme accepteurs de protons. Lorsqu'il est ajouté à l'eau, un composé acide s'ionise facilement en donnant un atome d'hydrogène chargé positivement, ou un proton. La force de l'acide formé est liée à la stabilité de l'ion formé lorsque l'atome d'hydrogène est cédé.
Un acide de formule générale HA va se dissocier dans l'eau comme décrit par l'équation HA + H 2 O -> H + (aq) + A - (aq) , où H 2 O est l'eau, H + est un ion hydrogène chargé positivement , également appelé proton, et A - est l’ion négatif formé lors du don du proton. La constante de dissociation acide K a est égale à [H + ] [A - ] / [HA], où les crochets indiquent les concentrations des composés ou des ions respectifs. Les acides forts favorisent la droite de cette équation, et les acides faibles, tels que l'acide acétique, ne se dissocieront que faiblement, ce qui signifie qu'ils favorisent le côté gauche de l'équation.
Lorsqu'il est ajouté à l'eau, le chlorure d'hydrogène se dissocie facilement pour former de l'acide chlorhydrique. La valeur K a de l'acide chlorhydrique est comprise entre 10 6 moles par litre et 10 7 moles par litre. Cela signifie qu'il y aura des centaines de milliers plus d'ions dissociés que de molécules non dissociées dans l'acide chlorhydrique. La mesure de la concentration en ions hydrogène dans une solution est une autre méthode de mesure de la force de l’acide. Ceci s'appelle l'hydrogène potenzique (pH) et est donné par l'équation pH = -log 10 [H + ]. Les solutions fortement acides à forte concentration en H + ont un pH bas.
L'eau a aussi des propriétés acides, bien que beaucoup moins que l'acide chlorhydrique ou même l'acide acétique. La conductivité électrique d'une solution dépend de la présence d'ions dans cette solution, de sorte que la force d'un acide peut être déterminée en mesurant sa conductivité à l'aide d'une électrode. Il s'ensuit que l'eau distillée complètement pure devrait être non conductrice, mais ce n'est pas le cas. En effet, l'eau se dissociera d'elle-même pour former des ions hydrogène et hydroxyde. Cette dissociation est très faible et s'appelle le produit ionique de l'eau, KW .
Une constante de relation analogue existe pour décrire la force des bases. Une base générale, B, provoquera la dissociation de l'eau pour former des ions hydroxyde BH + et OH - . La force de cette base est donnée par la constante de dissociation de base K b , qui est égale à [BH + ] [OH - ] / [B]. La force de la base dépend de la stabilité de l'ion BH + . L'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium forment des bases très stables et présentent donc des valeurs élevées pour K b .