Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac

Constante d'acidité et diagrammes de prédominance : cours de Tle

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

La constante d'acidité $K_A$ est la constante d'équilibre de la réaction d'un acide avec l'eau ; plus elle est grande, plus l'acide se dissocie et plus il est fort. $pK_A = -\log K_A$ .
Relation clé : $pH = pK_A + \log\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}$ . Si $pH < pK_A$ , l'acide prédomine ; si $pH > pK_A$ , la base prédomine ; si $pH = pK_A$ , les deux ont la même concentration.
Une espèce est majoritaire quand sa concentration vaut au moins 10 fois celle de l'autre : $pH \leq pK_A - 1$ pour l'acide, $pH \geq pK_A + 1$ pour la base. Entre les deux, aucune n'est majoritaire.
Le diagramme de distribution donne la proportion de chaque espèce selon le pH ; les deux courbes se croisent à $pH = pK_A$ , à 50 % chacune.
Un indicateur coloré change de teinte autour de son propre $pK_A$ : on le choisit pour que ce pH soit proche de celui de l'équivalence du titrage.

Où se place cette notion

Tu sais déjà qu'un acide est une espèce capable de céder un proton $\mathrm{H^+}$ et qu'une base est une espèce capable d'en capter un. Les deux espèces d'un même couple, notées ici $\mathrm{AH}/\mathrm{A^-}$ , se transforment l'une en l'autre. Tu sais aussi que le pH mesure l'acidité d'une solution aqueuse.

Une question reste ouverte : dans une solution de pH donné, quelle forme du couple trouve-t-on en plus grande quantité, l'acide $\mathrm{AH}$ ou sa base conjuguée $\mathrm{A^-}$ ? La réponse tient dans une seule grandeur propre à chaque couple, la constante d'acidité, et dans un schéma très simple, le diagramme de prédominance.

Le programme de spécialité de terminale demande de représenter un diagramme de prédominance, d'exploiter un diagramme de prédominance ou de distribution, et de justifier le choix d'un indicateur coloré lors d'un titrage.¹ C'est exactement le plan de cette page : on définit $K_A$ , on la relie au pH, on en déduit les diagrammes, puis on s'en sert.

La constante d'acidité $K_A$

Quand un acide $\mathrm{AH}$ est mis en solution aqueuse, il réagit avec l'eau. La transformation est limitée : elle atteint un état d'équilibre où les quatre espèces coexistent. On écrit :

$\mathrm{AH(aq)} + \mathrm{H_2O(\ell)} \rightleftharpoons \mathrm{A^-(aq)} + \mathrm{H_3O^+(aq)}$

Lis cette propriété avec soin. Un grand $K_A$ signifie que l'équilibre est davantage déplacé vers la droite : à concentration apportée égale, il reste moins de $\mathrm{AH}$ et il se forme plus de $\mathrm{A^-}$ et de $\mathrm{H_3O^+}$ . À l'inverse, un petit $K_A$ décrit un acide qui cède difficilement son proton à l'eau.

Deux remarques de bon sens. D'abord, $K_A$ ne dépend ni de la quantité d'acide introduite ni du volume : c'est une propriété du couple. Seule la température la modifie, et on la suppose fixée dans les exercices. Ensuite, la valeur de $K_A$ est une donnée de l'énoncé ou d'un tableau : on ne la calcule pas à partir de rien, on l'utilise.

Le $pK_A$ : une échelle plus commode

Les valeurs de $K_A$ s'écrivent avec des puissances de 10 négatives et s'étalent sur de nombreux ordres de grandeur. Comme pour le pH, on passe à l'échelle logarithmique.

Ka et pKa : sens de variation
Grandeur	Acide plus fort	Acide plus faible
Constante d'acidité Ka	Plus grande	Plus petite
pKa = -log Ka	Plus petit	Plus grand
Dissociation dans l'eau	Plus importante	Moins importante

Ka et pKa : sens de variation

Relier le pH et le $pK_A$

Le $K_A$ fait intervenir la concentration en ions oxonium, donc le pH. On peut isoler le pH dans l'expression de $K_A$ et obtenir une relation extrêmement utile, car elle indique directement quelle forme du couple domine.

Démonstration · Démonstration de la relation

On part de la constante d'acidité, avec $c^\circ$ sous-entendu :

$K_A = \frac{[\mathrm{A^-}]\,[\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{AH}]}$

On isole la concentration en ions oxonium :

$[\mathrm{H_3O^+}] = K_A\,\frac{[\mathrm{AH}]}{[\mathrm{A^-}]}$

On prend l'opposé du logarithme décimal des deux membres. Comme $pH = -\log[\mathrm{H_3O^+}]$ et que $\log(ab) = \log a + \log b$ :

$pH = -\log K_A - \log\frac{[\mathrm{AH}]}{[\mathrm{A^-}]} = pK_A + \log\frac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}$

la dernière égalité venant de $-\log\dfrac{a}{b} = \log\dfrac{b}{a}$ .

Cette formule se lit dans les deux sens.

Si tu connais le pH et le $pK_A$ , tu en déduis le rapport $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} = 10^{\,pH-pK_A}$ .
Si tu connais les concentrations et le $pK_A$ , tu en déduis le pH.

Le diagramme de prédominance

Le diagramme de prédominance est un axe horizontal gradué en pH sur lequel on indique, pour chaque zone, l'espèce du couple présente en plus grande quantité. Le programme parle d'espèce prédominante.¹

Le diagramme de prédominance du couple s'en déduit : l'acide est écrit à gauche de $pK_A$ (pH faibles, milieu acide), la base à droite (pH élevés, milieu basique).¹ Cela correspond à ce que tu sais déjà : en milieu très acide, les ions $\mathrm{H_3O^+}$ sont nombreux et favorisent la forme qui a gardé son proton.

Repérer le coupleÉcrire AH / A- et noter son pKa.
Tracer l'axeAxe horizontal gradué en pH.
Placer le pKaMarquer la valeur du pKa sur l'axe.
Placer les espècesAcide à gauche, base à droite.

Tracer un diagramme de prédominance

Espèce majoritaire et trois domaines

Dire qu'une espèce prédomine ne dit pas de combien. Pour un raisonnement plus fin, on parle d'espèce majoritaire : une espèce est dite majoritaire devant l'autre lorsque sa concentration vaut au moins dix fois celle de l'autre.¹ Ce critère divise l'axe en trois domaines, au lieu de deux.¹

Démonstration · D'où viennent pKA − 1 et pKA + 1

La base est majoritaire si $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} \geq 10$ . Or $pH - pK_A = \log\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}$ . Comme la fonction $\log$ est croissante, $\log\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} \geq \log 10 = 1$ , soit $pH \geq pK_A + 1$ .

De même, l'acide est majoritaire si $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} \leq \dfrac{1}{10}$ , donc $pH - pK_A \leq \log 0{,}1 = -1$ , soit $pH \leq pK_A - 1$ .

Les trois domaines d'un couple
Valeur du pH	Espèce prédominante	Espèce majoritaire
pH ≤ pKa - 1	Acide AH	Acide AH
pKa - 1 < pH < pKa	Acide AH	Aucune
pH = pKa	Aucune (égalité)	Aucune
pKa < pH < pKa + 1	Base A-	Aucune
pH ≥ pKa + 1	Base A-	Base A-

Les trois domaines d'un couple

Le diagramme de distribution

Le diagramme de distribution apporte plus d'information : il donne, pour chaque valeur du pH, la proportion de chaque espèce du couple, en général en pourcentage de la quantité totale. Il fait partie des outils que le programme demande d'exploiter.¹ L'analyse de ce type de diagramme permet de retrouver les zones où l'espèce acide prédomine.¹

Démonstration · Démonstration pour l'acide

On divise le numérateur et le dénominateur de $x(\mathrm{AH})$ par $[\mathrm{AH}]$ :

$x(\mathrm{AH}) = \frac{1}{1 + \dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}} = \frac{1}{1 + 10^{\,pH-pK_A}}$

Puis $x(\mathrm{A^-}) = 1 - x(\mathrm{AH})$ donne la seconde expression.

Quelques valeurs permettent de comprendre l'allure des deux courbes :

pH	$pH - pK_A$	$x(\mathrm{AH})$	$x(\mathrm{A^-})$
$pK_A - 2$	$-2$	99 %	1 %
$pK_A - 1$	$-1$	91 %	9 %
$pK_A$	$0$	50 %	50 %
$pK_A + 1$	$+1$	9 %	91 %
$pK_A + 2$	$+2$	1 %	99 %

La courbe de l'acide décroît de 100 % à 0 %, celle de la base croît de 0 % à 100 %, et elles se croisent au point d'ordonnée 50 % et d'abscisse $pK_A$ . Cette abscisse est la valeur du $pK_A$ que tu lis directement sur le graphique.

Application : choisir un indicateur coloré

Un indicateur coloré acide-base est lui-même un couple acide-base dont les deux formes n'ont pas la même couleur. On le note par exemple $\mathrm{HInd}/\mathrm{Ind^-}$ . Le programme demande de justifier le choix d'un indicateur coloré lors d'un titrage, en lien avec les diagrammes de prédominance.¹

Le raisonnement découle de ce qui précède. La couleur observée est celle de la forme majoritaire :

si $pH \leq pK_A(\mathrm{Ind}) - 1$ , on voit la teinte de l'acide $\mathrm{HInd}$ ;
si $pH \geq pK_A(\mathrm{Ind}) + 1$ , on voit la teinte de la base $\mathrm{Ind^-}$ ;
entre les deux, on observe une teinte intermédiaire, mélange des deux couleurs.

Le changement de couleur se produit donc dans la zone du diagramme située autour du $pK_A$ de l'indicateur.

Pièges, bilan et méthode d'ensemble

Couple AH / A-

Constante Ka
- Équilibre
- Force de l'acide
- Sans unité
pKa
- -log Ka
- Petit = acide fort
- Dépend du solvant
Relation
- pH = pKa + log
- Rapport 10^(pH-pKa)
Prédominance
- pH < pKa : AH
- pH > pKa : A-
- Majorité à ±1
Distribution
- Courbes croisées
- 50 % à pKa
Indicateur
- Teinte selon pH
- Choix : équivalence

Carte de la notion

Exercices corrigés

Exercice 1 Du pKA au KA

★☆☆Environ 5 min

Un acide faible $\mathrm{AH}$ appartient à un couple de $pK_A = 3{,}75$ .

Calcule la constante d'acidité $K_A$ de ce couple.
Un second couple a un $pK_A$ de 4,74. Lequel des deux acides est le plus fort ?

Indice 1

Utilise la relation $K_A = 10^{-pK_A}$ .

Indice 2

Un $pK_A$ plus petit correspond à un acide plus fort.

Voir la correction pas à pas

On utilise la définition : $K_A = 10^{-pK_A} = 10^{-3{,}75}$ .
À la calculatrice, $K_A \approx 1{,}78\times10^{-4}$ .
On compare les $pK_A$ : 3,75 est inférieur à 4,74, donc la constante $K_A$ du premier couple est supérieure à celle du second.
Une constante d'acidité plus grande correspond à un acide plus fort : le premier acide, de $pK_A = 3{,}75$ , est le plus fort des deux.

$K_A \approx 1{,}78\times10^{-4}$ ; l'acide de $pK_A = 3{,}75$ est le plus fort, puisque la valeur du $pK_A$ varie en sens inverse de la force.

Exercice 2 Quelle espèce domine à pH 4,80 ?

★☆☆Environ 8 min

On considère un couple $\mathrm{AH}/\mathrm{A^-}$ de $pK_A = 4{,}20$ . Une solution aqueuse de ce couple a un pH de 4,80.

Quelle espèce prédomine ?
Calcule le rapport $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}$ dans cette solution.
Cette espèce est-elle majoritaire ?

Indice 1

Compare le pH et le $pK_A$ .

Indice 2

Le rapport vaut $10^{\,pH-pK_A}$ , et le seuil de majorité est un rapport de 10.

Voir la correction pas à pas

On compare : $pH = 4{,}80$ est supérieur à $pK_A = 4{,}20$ , donc la base $\mathrm{A^-}$ prédomine.
On calcule l'écart : $pH - pK_A = 4{,}80 - 4{,}20 = 0{,}60$ .
On en déduit le rapport : $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} = 10^{0{,}60} \approx 3{,}98$ .
Pour être majoritaire, la base devrait avoir une concentration au moins 10 fois supérieure, c'est-à-dire un rapport d'au moins 10, soit $pH \geq 5{,}20$ . Ici, 3,98 est inférieur à 10 : elle prédomine sans être majoritaire.

La base prédomine, avec un rapport de concentrations d'environ 3,98, mais elle n'est pas majoritaire.

Exercice 3 Calculer un pH à partir des concentrations

★★☆Environ 10 min

Une solution contient, à l'équilibre, les espèces d'un couple $\mathrm{AH}/\mathrm{A^-}$ de $pK_A = 4{,}74$ , avec $[\mathrm{AH}] = 2{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et $[\mathrm{A^-}] = 5{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ .

Calcule le pH de la solution.
Quelle espèce est majoritaire ?

Indice 1

Applique $pH = pK_A + \log\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]}$ .

Indice 2

Attention à l'ordre du rapport : base sur acide.

Voir la correction pas à pas

On calcule le rapport : $\dfrac{[\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{AH}]} = \dfrac{5{,}0\times10^{-4}}{2{,}0\times10^{-2}} = 0{,}025$ .
On calcule le logarithme : $\log(0{,}025) \approx -1{,}60$ .
On applique la relation : $pH = 4{,}74 + (-1{,}60) \approx 3{,}14$ .
On compare : $pH = 3{,}14 \leq pK_A - 1 = 3{,}74$ , ou bien le rapport acide sur base vaut $1/0{,}025 = 40$ , supérieur à 10 : l'acide est majoritaire.

Le pH vaut environ 3,14 et l'acide $\mathrm{AH}$ est majoritaire (rapport de 40 devant la base).

Exercice 4 Choisir un indicateur et tracer le diagramme

★★★Environ 15 min

Un titrage a pour pH à l'équivalence 6,6. On dispose de deux indicateurs colorés : l'indicateur P, de couple $\mathrm{HP}/\mathrm{P^-}$ avec $pK_A = 4{,}0$ , et l'indicateur Q, de couple $\mathrm{HQ}/\mathrm{Q^-}$ avec $pK_A = 6{,}8$ .

Trace le diagramme de prédominance de chaque indicateur, en y faisant apparaître les trois domaines de majorité.
Lequel faut-il choisir ? Justifie.
À pH 5,8, quelle forme de l'indicateur Q est prédominante ? Est-elle majoritaire ?

Indice 1

Les limites des domaines sont $pK_A - 1$ et $pK_A + 1$ .

Indice 2

Cherche l'intervalle qui contient le pH à l'équivalence.

Voir la correction pas à pas

Indicateur P : limites 3,0 et 5,0. Pour $pH \leq 3{,}0$ , $\mathrm{HP}$ majoritaire ; entre 3,0 et 5,0, aucune espèce majoritaire ; pour $pH \geq 5{,}0$ , $\mathrm{P^-}$ majoritaire. La prédominance change à 4,0.
Indicateur Q : limites 5,8 et 7,8. Pour $pH \leq 5{,}8$ , $\mathrm{HQ}$ majoritaire ; entre 5,8 et 7,8, aucune espèce majoritaire ; pour $pH \geq 7{,}8$ , $\mathrm{Q^-}$ majoritaire. La prédominance change à 6,8.
On compare avec le pH à l'équivalence, 6,6 : il se trouve dans l'intervalle [5,8 ; 7,8] de l'indicateur Q. Il est en revanche au-delà de 5,0 pour P, dont la teinte basique est donc déjà installée depuis longtemps avant l'équivalence.
On choisit donc l'indicateur Q : son changement de teinte se produit autour de l'équivalence.
À pH 5,8 pour Q : $pH < pK_A = 6{,}8$ , donc $\mathrm{HQ}$ prédomine. Comme $pH = pK_A - 1$ , le rapport $[\mathrm{HQ}]/[\mathrm{Q^-}]$ vaut exactement 10 : $\mathrm{HQ}$ est tout juste majoritaire.

On retient l'indicateur Q, dont l'intervalle de changement de teinte [5,8 ; 7,8] contient le pH à l'équivalence 6,6. À pH 5,8, $\mathrm{HQ}$ prédomine et se trouve à la limite du domaine de majorité.

Les questions qu'on se pose

Quelle est la différence entre Ka et pKa ?

$K_A$ est la constante d'équilibre de la réaction de l'acide avec l'eau ; $pK_A$ est son cologarithme décimal, $pK_A = -\log K_A$ .³ Le $pK_A$ est plus pratique car il évite les puissances de 10 négatives. On appelle parfois à tort le $pK_A$ « constante d'acidité ».³ Retiens simplement : $K_A$ augmente quand l'acide est plus fort, $pK_A$ diminue.

Pourquoi l'eau n'apparaît-elle pas dans l'expression de Ka ?

L'eau est le solvant, présent en très grand excès : sa concentration ne varie pratiquement pas. Par convention, le quotient de réaction ne la contient pas. Dans l'expression de $K_A$ , seuls figurent les solutés $\mathrm{AH}$ , $\mathrm{A^-}$ et $\mathrm{H_3O^+}$ .

Comment savoir si je dois dire « prédomine » ou « majoritaire » ?

Une espèce prédomine quand sa concentration est la plus grande : cela se juge en comparant le pH et le $pK_A$ . Elle est majoritaire quand sa concentration est au moins 10 fois celle de l'autre :¹ cela se juge en comparant le pH à $pK_A - 1$ et $pK_A + 1$ . Toute espèce majoritaire prédomine, mais l'inverse est faux. Suis le mot de l'énoncé.

À quoi sert un diagramme de prédominance en pratique ?

Il permet de savoir d'un coup d'œil quelle forme d'un couple domine à un pH donné, sans calcul. Il sert notamment à justifier le choix d'un indicateur coloré lors d'un titrage,¹ puisque la couleur observée est celle de l'espèce qui domine.

Que faire si l'énoncé donne un diagramme de distribution et pas un pKa ?

Cherche le point où les deux courbes se croisent : son abscisse est le $pK_A$ du couple, puisque les proportions y sont égales à 50 %. Ensuite, tu raisonnes comme d'habitude, avec les mêmes relations.

Sources

Document Éduscol — Traçage du diagramme de distribution des espèces d'un couple acide-base, Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 6 novembre 2026.
Ressources Éduscol — Transformations acide-base et équilibres, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Constante d'acidité, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

Signaler une erreur sur cette page

Constante d'acidité et diagrammes de prédominance : cours de Tle

L'essentiel

Où se place cette notion

La constante d'acidité $K_A$

Le $pK_A$ : une échelle plus commode

Relier le pH et le $pK_A$

Le diagramme de prédominance

Espèce majoritaire et trois domaines

Le diagramme de distribution

Application : choisir un indicateur coloré

Pièges, bilan et méthode d'ensemble

Exercices corrigés

Exercice 1 Du pKA au KA

Exercice 2 Quelle espèce domine à pH 4,80 ?

Exercice 3 Calculer un pH à partir des concentrations

Exercice 4 Choisir un indicateur et tracer le diagramme

Quiz

Les questions qu'on se pose

Sources

Primaire

Collège

Lycée

Supérieur