La basicité ou alcalinité d'un acide est une mesure de sa capacité à donner des protons (ions H+). Bien que les acides forts produisent de fortes concentrations de H+, cela ne constitue pas à lui seul une mesure de leur basicité.
La basicité d’un acide est déterminée par :
- Stabilité de sa base conjuguée - les acides qui donnent des bases conjuguées stables sont des acides faibles.
- Charge sur la base conjuguée - les bases conjuguées avec une charge plus élevée sont généralement des bases plus faibles que les bases conjuguées neutres.
- Nombre de protons acides :les acides pouvant donner plus d'un proton par molécule, appelés acides polyprotiques, sont généralement plus acides que les acides monoprotiques.
Par exemple, HCl possède une base conjuguée très forte, Cl-, qui est très stable. En revanche, HF a une base conjuguée faible, F-, qui est relativement instable car il s’agit d’un petit ion hautement électronégatif doté d’une énergie d’hydratation élevée. HCl est donc un acide plus fort que HF.
De même, l’acide polyprotique H2SO4 est un acide plus fort que l’acide monoprotique HCl car il peut donner plus d’un proton. Le premier proton de H2SO4 se dissocie pour former H+ et HSO4-, l'ion HSO4- étant une base relativement faible. Le deuxième proton de H2SO4 est plus acide car la base conjuguée SO42- est une base plus faible que HSO4-.
La basicité des acides peut être mesurée par leurs valeurs pKa, qui représentent le log négatif de leur constante de dissociation acide (Ka). Plus le pKa est bas, plus l’acide est fort.
Par exemple, HCl a un pKa très faible (-7), ce qui signifie qu’il est complètement dissocié dans l’eau et possède une forte base conjuguée.
En revanche, HF a un pKa beaucoup plus élevé (3,17), ce qui indique qu'il ne se dissocie que dans une mesure limitée et qu'il possède une base conjuguée faible.
Une basicité plus élevée signifie qu’un acide peut céder un proton (H+) à une base plus forte. Les acides capables de donner plusieurs protons sont appelés acides polyprotiques. La basicité d'un acide dépend de la force de la base conjuguée.
- Les acides forts ont des bases conjuguées faibles.
- Les acides faibles ont des bases conjuguées fortes.
Voici quelques exemples d’acides forts et faibles :
| Acides forts | Acides faibles |
|---|---|
| HCl | HCN |
| H2SO4 | HF |
| HNO3 | H2CO3 |
| HClO4 | CH3COOH |
La force ou la faiblesse d'un acide est également affectée par le solvant. Par exemple, HCl est un acide fort dans l’eau mais un acide faible dans l’éthanol.