Méthode 4 - Établir et exploiter un diagramme de prédominance

Il faut être capable d'établir un diagramme de prédominance en fonction des données mises à votre disposition.

Si vous disposez du diagramme de distribution :

• conserver l'axe des abscisses gradué en unité de \(\mathrm{pH}\) ;
• garder la frontière entre deux domaines de prédominance qui correspond à la valeur du \(\mathrm{pK_A}\)du couple considéré ;
• écrire la formule brute de l'espèce qui prédomine pour signifier que nous sommes dans son domaine de prédominance.
  

Si vous ne disposez pas du diagramme de distribution :

• vérifier que l'on connaît le ou les couples acide-base et la valeur de leurs \(\mathrm{pK_A}\) respectifs ;
  
• tracer un axe horizontal gradué en unité de \(\mathrm{pH}\) (entre 0 et 14) ;
• placer la frontière entre deux domaines, soit à \(\mathrm{pH=pK_A}\) ;
• positionner le domaine de prédominance de l'acide du couple considéré, qui correspond à toutes les solutions de \(\mathrm{pH}\) inférieur au \(\mathrm{pK_A}\) ;
  
• positionner le domaine de prédominance de la base du couple considéré, qui correspond à toutes les solutions de \(\mathrm{pH}\) supérieur au \(\mathrm{pK_A}\).
  

Une fois le diagramme de prédominance établi, il faut être capable de l'exploiter. On rappelle que :

• si 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 ;
• si la valeur du \(\mathrm{pH}\) d'une solution change à cause du changement de la concentration en ions oxonium (et donc en ions hydroxyde), on peut potentiellement passer d'un domaine de prédominance à l’autre.
  

De plus, le diagramme de prédominance permet de prévoir l'effet potentiel de la 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).

Exercice

L'acide oxalique est un diacide. On donne les couples acide-base suivants où l'acide oxalique noté \(\mathrm{AH_2}\) est la forme la plus acide. On a :

•  \(\mathrm{pK_{A,1}= 1,2}\) pour le couple \(\mathrm{AH_2/AH^-}\) ;
  
•  \(\mathrm{pK_{A,2}= 4,3}\) pour le \(\mathrm{AH^-/A^{2-}}\).

1. Établir le diagramme de prédominance de l'acide oxalique.

2. Prévoir les effets sur la composition du mélange lors de la dilution d'une solution d'acide oxalique de \(\mathrm{pH}\) égal à 0,5.