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Acides forts et faibles – même concentration, quelle différence ?

ChimieAcides, bases et titrages16–17 ans

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Deux béchers côte à côte : HCl et un acide faible (CH₃COOH, HCOOH, HF ou HClO) à la même concentration. Une loupe montre si les molécules s’ionisent entièrement ou seulement en partie, avec le taux d’ionisation α, [H⁺], le pH, la conductivité électrique (ampoule vive ou faible) et la vitesse de formation des bulles quand on ajoute du magnésium. Diluez pour voir α de l’acide faible augmenter.

Leçon : Acides forts et faibles – taux d’ionisation, Ka et pH

Ce qu’elle montre

Un acide fort comme HCl s’ionise entièrement dans l’eau, tandis qu’un acide faible HA ⇌ H⁺ + A⁻ ne s’ionise qu’en partie, selon son Ka. À la même concentration molaire, l’acide faible a donc une [H⁺] bien plus petite, un pH plus élevé, une conductivité plus faible et réagit plus lentement avec le magnésium. Le modèle calcule [H⁺] exactement à partir de Ka et Kw, estime la conductivité grâce aux conductivités molaires limites et tient compte du sel de magnésium formé : l’effet d’ion commun ralentit l’acide faible pendant la réaction.

Mode d’emploi

Choisissez un Acide faible et faites glisser Concentration. Observez les loupes, les ampoules et le tableau de α, [H⁺], pH et conductivité. Appuyez sur Ajouter Mg pour comparer le bullage et le graphique du volume de H₂ en fonction du temps ; augmentez la Vitesse pour finir plus tôt. Appuyez sur Diluer 10× ou passez Graphique au taux d’ionisation, puis faites glisser sur le graphique pour changer la concentration.

Paramètres modifiables

  • Acide faible comparé à HCl CH₃COOH – acide éthanoïque (acétique) (Ka = 1,75×10⁻⁵), HCOOH – acide méthanoïque (formique) (Ka = 1,8×10⁻⁴), HF – acide fluorhydrique (Ka = 6,8×10⁻⁴), HClO – acide hypochloreux (Ka = 3,0×10⁻⁸)
  • Concentration de chaque acide 0,001–1 M
  • Vitesse du temps 1× (temps réel), 5× plus vite, 20× plus vite, 100× plus vite
  • Graphique Volume de H₂ en fonction du temps, Taux d’ionisation α en fonction de la concentration

Questions à explorer

  1. Pourquoi l’ampoule brille-t-elle beaucoup moins dans CH₃COOH 0,1 M que dans HCl 0,1 M ?
  2. Les deux béchers donnent-ils finalement le même volume de dihydrogène ? Pourquoi ?
  3. De combien de fois environ α de CH₃COOH augmente-t-il quand vous le diluez 100 fois ?

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