BAC S Septembre 2005 (Guadeloupe, Guyane, Martinique)
Enseignement obligatoire
A quoi est due la couleur des fleurs d'hortensias ?
1. Introduction
1.1. Un acide selon Brönsted est une espèce chimique capable de céder un proton H+.
1.2.
couple acide/base | acide | base |
H2A+/HA | H2A+ | HA |
HA/A- | HA | A- |
2. Comportement de HA en tant qu'acide
2.1. équation de la réaction de HA en tant qu'acide sur l'eau : HA(aq) + H2O(l) = A-(aq) + H3O+(aq)
2.2. Soit K la constante d'équilibre de la réaction précédente :
Cette constante est la constante d'acidité du couple HA/A-.
Elle est notée Ka2. On peut calculer sa valeur à partir de pKa2.
Ka2 = 10-pKa2
Ka2 = 10-7,0
2.3. Ka2 = [A-]éq * [H3O+]éq / [HA]éq
[A-]éq / [HA]éq =
Ka2 / [H3O+]éq
[A-]éq / [HA]éq =
10-pKa2 / 10-pH
[A-]éq / [HA]éq =
10-7,0 / 10-10
[A-]éq / [HA]éq =
103
2.4. [A-]éq / [HA]éq =
103
[A-]éq
= 103 * [HA]éq
La concentration des ions
A- est donc 1000 fois plus grande que la concentration des molécules
HA. L'espèce prédominante est l'ion A-. Les ions A-
étant bleus, la solution a une couleur bleue.
3. Comportement de HA en tant que base
3.1. équation de la réaction de HA en tant que base sur l'eau : HA(aq) + H2O(l) = H2A+(aq) + HO-(aq)
3.2. K' = [H2A+] * [HO-]
/ [HA]
On multiplie le
numérateur et le dénominateur par [H3O+]
K' = [H2A+] *
[HO-] * [H3O+] / [HA] * [H3O+]
or [HO-] * [H3O+]
= Ke et [H2A+]
/ [HA] * [H3O+] = 1 / Ka1
K' = Ke / Ka1
4. Conclusion
4.1.
4.2. Suivant la nature du sol, la solution
absorbée par les hortensias va avoir un pH différent.
Si le pH de la solution
absorbée est inférieur à 4,3 les anthocyanines présentes dans les pétales
prennent une coloration rouge. Les hortensias plantées en sol acide ont
donc une couleur rouge.
Si le pH de la solution
absorbée est supérieur à 7 les hortensias ont une couleur bleue.
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© Olivier STOCK