La constante d’ionisation, également appelée constante d’ionisation acide ou basique, est une constante mathématique utilisée en chimie pour mesurer l’acidité ou la basicité d’une solution. Les acides et les bases sont des composés chimiques qui se dissocient complètement ou partiellement en leurs composants lorsqu’ils sont dissous dans l’eau. Ils s’ionisent ou se brisent en atomes ou molécules chargés positivement et négativement appelés ions. Plus un acide ou une base se désagrège complètement, plus sa solution sera acide ou basique et plus sa constante d’ionisation acide ou base est élevée.
Les acides et les bases peuvent être classés en deux catégories : les acides et bases forts et les acides et bases faibles. Les acides et les bases forts se dissocient complètement en leurs ions constitutifs dans une solution, mais pas les acides et les bases faibles. Un acide faible, tel que l’acide acétique, ne se dissocie que partiellement en ions dans l’eau et peut se reformer en molécules en solution.
En réagissant avec l’eau, l’acide acétique se dissout et se reforme constamment, de sorte qu’il n’y a pas de changement net dans la concentration d’aucune substance dans la solution. Un atome d’hydrogène brise la molécule d’acide acétique pour se lier à l’eau et former un ion hydronium, laissant derrière lui un ion acétate. Cette réaction étant réversible et pouvant aller dans les deux sens, les concentrations respectives d’hydronium, d’acétate et d’acide acétique ne changent pas dans le temps. Le système est dit en équilibre dynamique.
La constante d’ionisation est un type spécial de constante d’équilibre, utilisée pour décrire une situation où un acide ou une base faible a atteint l’équilibre. Comme d’autres types de constantes d’équilibre, elle est calculée en utilisant la concentration de chaque composant chimique dans la solution à l’équilibre. Les concentrations sont données en nombre de moles, une unité utilisée en chimie pour quantifier la quantité d’une substance chimique.
Pour déterminer la constante d’ionisation d’un acide faible, les concentrations des deux composants ioniques de l’acide sont multipliées et le produit est ensuite divisé par la concentration de l’acide moléculaire en solution. Par exemple, avec l’acide acétique, la concentration en ions hydronium serait multipliée par la concentration en ions acétate. Le produit serait alors divisé par la concentration de molécules complètes d’acide acétique. Ce nombre final est la constante d’ionisation.
Les constantes d’ionisation peuvent varier considérablement, de sorte que les scientifiques préfèrent souvent utiliser une échelle logarithmique, une conversion mathématique basée sur des facteurs de dix, pour mesurer la valeur. Le nombre de constante d’ionisation modifiée est égal au logarithme négatif de la valeur d’origine. L’avantage d’utiliser des facteurs de dix est qu’il convertit la mesure à une échelle plus petite, de sorte que, par exemple, les constantes d’ionisation modifiées des acides ne varient que d’environ -2 à 12 lorsqu’elles sont mesurées de cette manière, au lieu d’englober une beaucoup plus large. spectre de valeurs numériques.