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