L’équilibre d’autoprotolyse de l’eau (animation de Mathieu Baudoux)

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1 L’équilibre d’autoprotolyse de l’eau (animation de Mathieu Baudoux)
L’eau pure a un pH de 7 à 25°C. Et donc [H3O+]=10-7 mol.L-1. Cette concentration bien que faible est non nulle. D’où proviennent ces ions ?

2 Ces ions ne peuvent provenir que de l’eau
Ces ions ne peuvent provenir que de l’eau! H2O + H+ H3O+(1) Selon ce schéma, l’eau capte un proton, c’est donc une base! Qui a fourni le proton H+? Ce ne peut-être que l’eau! Et donc l’eau cède aussi un proton suivant le schéma : H2O  H+ + HO-(2) L’eau est donc aussi un acide!

3 Pourquoi la transformation est-elle si limitée?
Le bilan est (1)+(2): H2O + H2OH3O+ + HO- L’eau se transforme-t-elle totalement? Considérons 1 litre de solution H2O H2O  H3O HO- État initial Etat final Si avancement maximum 55 mol xF=10-7 mol xF=10-7mol 27,5mol Le taux d’avancement de la transformation est seulement : t=10-7/27,5=10-9! Pourquoi la transformation est-elle si limitée?

4 La transformation directe (l’autoprotolyse) qui consomme de l’eau est limitée par la transformation inverse(acide/base) qui reforme de l’eau, soit: H3O+ + HO-  H2O + H2O En fait, les deux transformations s’effectuent simultanément: le système constitue un équilibre chimique que l’on peut écrire: H2O + H2O = H3O+ + HO-.

5 L’équilibre H2O + H2O = H3O+ + HO-.
est caractérisé par la constante d’équilibre KE=[H3O+].[HO-] =10-14 à 25°C. La valeur de cette constante étant très faible, l’autoprotolyse est très limitée par contre la réaction inverse est quasi totale . ILLUSTRONS CET EQUILIBRE PAR UNE ANIMATION (Utiliser la flèche droite plusieurs fois pour la faire fonctionner )

6 H2O+H2O=H3O++ OH- - +

7 H2O+H2O=H3O++ OH- - + FIN

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