Diagramme de prédominance - Utilisations

Comment utiliser un diagramme de prédominance ? Quand le \(\mathrm{pH}\) d'une solution est dans le domaine de prédominance d'une espèce, on considère souvent que cette solution ne contient que cette espèce.

Exemples pour le couple \(\mathrm{CH_3CO_2H/CH_3CO_2^-}\) , de diagramme de prédominance

Pour une solution contenant les espèces de ce couple :

• si le \(\mathrm{pH}\) mesuré vaut \(\mathrm{pH=2,2}\), on se situe dans le domaine de prédominance de l'acide éthanoïque. On peut considérer que cette solution ne contient que de l'acide éthanoïque ;
  
• si le \(\mathrm{pH}\) mesuré vaut \(\mathrm{pH=10,4}\), on se situe dans le domaine de prédominance des ions éthanoate. On peut considérer que cette solution ne contient que des ions éthanoate ;
• si le \(\mathrm{pH}\) mesuré vaut \(\mathrm{pH=4,76}\), on se situe à la frontière entre les deux domaines. On a donc une solution tampon équimolaire d'acide éthanoïque et d'ions éthanoate.
  

Quand la valeur du \(\mathrm{pH}\) d'une solution change (ajout d'acide ou de base ou lors d'une dilution), cela modifie sa composition et notamment la forme du couple acide-base qui prédomine. Un acide peut ainsi se transformer en sa base conjuguée et inversement.

Exemple

Toujours pour le couple \(\mathrm{CH_3CO_2H/CH_3CO_2^-}\), si le \(\mathrm{pH}\) mesuré initialement vaut \(\mathrm{pH=2,2}\), l'acide éthanoïque prédomine en solution. Si on ajoute une base dans cette solution de manière à ce que le \(\mathrm{pH}\) mesuré augmente et dépasse \(\mathrm{pH=4,76}\), alors les ions éthanoate prédomineront à l'état final, tout l'acide éthanoïque se sera transformé en sa base conjuguée.

Le diagramme de prédominance permet de prévoir l'effet potentiel d'une dilution sur l'espèce qui prédomine en solution. Plus on dilue une solution aqueuse, plus on se rapproche d'une solution d'eau pure, donc plus le \(\mathrm{pH}\) se rapproche de 7 à 25 °C. Ainsi :

• si on dilue une solution initialement acide, le \(\mathrm{pH}\) augmente et se rapproche de 7 (sans pouvoir aller au-dessus) ;
• si on dilue une solution initialement basique, le \(\mathrm{pH}\) diminue et se rapproche de 7 (sans pouvoir aller en-dessous).
  

Si le \(\mathrm{pH}\) mesuré initialement vaut \(\mathrm{pH=9,6}\), les ions éthanoate prédominent en solution. Si on dilue cette solution qui est basique, le \(\mathrm{pH}\) diminue et se rapproche de 7 (sans pouvoir aller en-dessous). Ainsi, peu importe la valeur du facteur de dilution, on restera dans le domaine de prédominance des ions éthanoate.