Définition du pH, du Ka et du Pka

Définition du pH

Le pH est définit par la relation : pH = - log [H₃O⁺] = - log [H⁺] (voir le calcul automatisé)

L'autoprotolyse de l'eau correspond à l'équilibre suivant :
H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-

La constante d'équilibre s'écrit Ke = [OH^-][H⁺]/1 = [OH^-][H⁺]
Cette constante d'équilibre, dépendante de la température, est également appelée produit ionique de l'eau. Il est égal à Ke = [OH^-][H⁺] = 10^-14 à 25°C
Pour l'eau pure on a : [OH^-] = [H⁺] = 10^-7 mol /L
Le pH vaut donc 7.

Dans le cas des acides faibles, on définit la constante d'équilibre de dissociation de l'acide ou constante d'acidité.
AH + H₂O A^- + H₃O⁺
Elle est notée Ka et s'écrit :
Ka = [A^-][H⁺]/[AH]

Définition du pKa

A partir du Ka on définit le pKa qui s'écrit pKa = - log Ka

On utilise généralement le Pka plutôt que le Ka pour déterminer la force d'un acide.
On remarque que plus l'acide est fort plus le pKa est petit. En effet, si celui est fortement dissocié, la concentration [AH] devient faible.

La relation devient en introduisant les logarithmes dans la relation du Ka :
-log [Ka] = - log [H⁺] - log[A^-]/[AH] → pKa = pH - log[A^-]/[AH]
d'où la définition du pH en fonction du pKa :
pH = pKa + log[A^-]/[AH]