Autoprotolyse

réaction chimique de transfert de protons entre deux molécules identiques

L'autoprotolyse est une réaction de transfert de proton entre deux molécules identiques, l'une jouant le rôle d'acide au sens de Brønsted et l'autre celui de base[1].

Écriture généraleModifier

L'autoprotolyse est une réaction de type acido-basique au cours de laquelle une espèce au caractère amphotère (on dit également un ampholyte) réagit sur elle-même (d'où le préfixe auto-). Si on note cette espèce amphotère HA :

  • HA se comporte comme un acide et libère un proton H+ :  
  • HA se comporte comme une base et accepte un proton H+ :  

L'équation chimique d'une autoprotolyse est donc de la forme générale :  

Autoprotolyse de l'eauModifier

 
Évolution du produit ionique de l'eau en fonction de la température, à la pression de 25 MPa.
 
Évolution du produit ionique de l'eau en fonction de la pression, à la température de 25 °C.

L'eau se comporte comme un acide et libère un proton H+:

 

L'eau se comporte comme une base et accepte un proton H+:

 

Les ions OH et H3O+ ainsi formés sont immédiatement solvatés (hydratés). On écrit donc :

 

Constante d'équilibre : produit ionique de l'eauModifier

La constante d'équilibre de cette réaction est également appelée « produit ionique de l'eau » et notée Ke :

Ke = [H3O+(aq)] · [OH(aq)]

À 25 °C, Ke vaut 10−14.

Pour de l'eau pure, on en déduit que :

[H3O+(aq)] = [OH(aq)] = 10−7 mol/L,

d'où son pH :

pH = –log [H3O+(aq)] = 7.

C'est pourquoi le pH de la neutralité de l'eau à la température de 25 °C est fixé à 7.

Autres espèces amphotèresModifier

Autoprotolyse de l'ammoniac :

 

Autoprotolyse de l'ion hydrogénocarbonate :

 

Notes et référencesModifier

  1. (en) « Autoprotolysis », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne :  (2019-), 2e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)