RAPPEL — La table de pKa à connaître par cœur
C’est le seul apprentissage par cœur de tout le programme — et celui qui fait la différence entre « je devine » et « je prédis ». Sans ces valeurs, impossible de dire la forme d’un médicament à un pH donné, ni de choisir une base pour une réaction. Bonne nouvelle : une quinzaine de repères suffisent, le reste s’interpole grâce aux 5 facteurs de force.
L’axe des pKa (à visualiser en premier)
ACIDE FORT ◄─────────────────────────────────────────────► ACIDE FAIBLE
pKa: −7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 25 36 50
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
HCl RSO₃H │ R-COOH │ RSH phénol │ H₂O/ROH│ alcyne│ alcane
H₃PO₄ imidazole R-NH₃⁺ guanidinium amine(N-H)
(2,1) (7) (10,6) (12,5)
Repère cardinal : le pH physiologique = 7,4 (trait mental vertical).
Tout ce qui est À GAUCHE de 7,4 sera ionisé (déprotoné) dans le sang :
les acides → anions.
Tout ce qui est À DROITE de 7,4 restera protoné :
les amines → cations ammonium.Les repères mentaux (à ancrer en premier)
Avant la table complète, plante six bornes dans ta tête :
- ≈ 0 : acides très forts (sulfonique, minéraux).
- ≈ 4–5 : acides carboxyliques.
- ≈ 7 : imidazole, p-nitrophénol (pile autour du pH physiologique).
- ≈ 10 : phénol et ammoniums d’amines.
- ≈ 16 : eau et alcools.
- ≈ 25 et plus : alcynes, puis amines et alcanes (quasi non acides).
Avec ça, tu situes n’importe quelle fonction à ± 1 unité.
La table complète
| pKa | Acide | Base conjuguée |
|---|---|---|
| ≈ −1 | Acide sulfonique R–SO₃H | sulfonate |
| 0,4 | Acide picrique (2,4,6-trinitrophénol) | picrate |
| 0,7 | Acide trichloracétique | — |
| 2,1 / 7,2 / 12,3 | H₃PO₄ (3 acidités) | H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ / PO₄³⁻ |
| 2,3 | –COOH d’un acide aminé | carboxylate |
| 2,9 | Acide chloracétique (effet −I) | — |
| 3,5 | Aspirine (–COOH) | — |
| 3,75 | Acide formique | formiate |
| 4,1 | 2,4-dinitrophénol | — |
| 4,2 | Acide benzoïque | benzoate |
| 4,4 | Ibuprofène | — |
| 4,6 | Ion anilinium (C₆H₅NH₃⁺) | aniline |
| 4,8 | Acide acétique | acétate |
| 5,2 | Ion pyridinium | pyridine |
| 6,4 | H₂CO₃ / HCO₃⁻ (apparent 6,1 dans le sang) | hydrogénocarbonate |
| 7,0 | Imidazolium (histidine, histamine) | imidazole |
| 7,2 | p-nitrophénol | — |
| 8,3 | Thiol de la cystéine | thiolate |
| 9,25 | NH₄⁺ | NH₃ |
| 9,5 | Paracétamol (phénol) | — |
| ≈ 10 | Phénol | phénolate |
| 10,6 | R–NH₃⁺ (méthylammonium) | amine |
| 12,5 | Guanidinium (arginine) | guanidine |
| 15,7 | H₂O | HO⁻ |
| 16–18 | Alcool R–OH | alcoolate |
| ≈ 17 | N–H d’un amide | — |
| 9 / 13 / 20 / 25 | Hα : β-dicétone / β-cétoester / cétone / ester | énolate |
| 25 | Alcyne terminal ≡C–H | acétylure |
| ≈ 36 | N–H d’une amine | amidure |
| ≈ 50 | C–H d’un alcane | carbanion |
Lire la table par familles
Ne l’apprends pas ligne par ligne, mais par bandes où le voisinage explique la variation :
Carboxyliques : 0,7 ── 3,5 ── 4,2 ── 4,8 (−I des voisins abaisse le pKa)
Phénols : 0,4 ── 4,1 ── 7,2 ── 9,5 ── 10 (les NO₂ −M abaissent)
Ammoniums : 4,6 ── 5,2 ── 7,0 ── 9,25 ── 10,6 ── 12,5
(plus la base est riche/résonante, plus l'ammonium résiste)
O–H / C–H peu acides : 16 (H₂O, ROH) ── 25 (alcyne) ── 36 (amine) ── 50 (alcane)Comment la mémoriser (rappel actif, pas relecture)
- Par familles, pas ligne par ligne : « tous les carboxyliques autour de 4–5 », « tous les phénols de 4 à 10 selon les nitro », « tous les ammoniums de 5 à 11 selon le voisinage ».
- Par écart au pH 7,4 : ce qui est en dessous sera ionisé en anion dans le sang (acides), ce qui est au-dessus restera cation (amines).
- En justifiant chaque valeur par un des 5 facteurs de force : une valeur comprise se retient dix fois mieux qu’une valeur apprise.
- Feuille blanche, chronomètre : reproduis la colonne des pKa de mémoire, puis vérifie. Le rappel actif bat la relecture.
Pièges fréquents
- Confondre les 3 pKa du phosphate : 2,1 (H₃PO₄→H₂PO₄⁻), 7,2 (→HPO₄²⁻, le tampon physiologique), 12,3 (→PO₄³⁻).
- Oublier que l’acide d’une amine est l’ammonium : la ligne « amine ~10,6 » désigne le pKa du couple R–NH₃⁺/R–NH₂.
- Prendre le p-nitrophénol (7,2) pour un phénol banal : les NO₂ (−M) l’ont rendu bien plus acide que le phénol (10).
Exercices éclair
Exercice 1. Sans la table, situe le pKa d’un thiol (R–SH) par rapport à celui d’un alcool (R–OH), et dis lequel est plus acide.
Correction
Le thiol est plus acide (pKa ≈ 8–10) que l’alcool (pKa ≈ 16). Raison : le soufre est plus gros et plus polarisable que l’oxygène → il stabilise mieux la charge négative du thiolate (facteur « taille dans une colonne »). C’est pourquoi le thiol de la cystéine (pKa 8,3) est partiellement ionisé au pH physiologique.
Exercice 2. Range par acidité décroissante : acide acétique, phénol, éthanol.
Correction
Acide acétique (4,8) > phénol (10) > éthanol (16). Le carboxylate est stabilisé par 2 formes équivalentes ; le phénolate par délocalisation sur le cycle (moins efficace) ; l’éthanolate n’a aucune délocalisation. La délocalisation gouverne le classement.
Exercice 3. Le p-nitrophénol a un pKa de 7,2, le phénol 10. Explique l’écart, et déduis quelle forme domine pour chacun à pH 7,4.
Correction
Le groupe –NO₂ en para est −M (et −I) : il délocalise la charge du phénolate jusque sur ses oxygènes → base conjuguée bien plus stable → acide plus fort (pKa 7,2 au lieu de 10). À pH 7,4 : le p-nitrophénol (pKa 7,2) est ~50/50 à légèrement déprotoné (phénolate), tandis que le phénol (pKa 10) reste majoritairement neutre (pH − pKa = −2,6). Un simple substituant fait basculer l’ionisation physiologique.
À retenir
- Six bornes d’abord (0, 4–5, 7, 10, 16, 25+), puis affinage par familles.
- Visualise l’axe des pKa avec le trait du pH 7,4 : à gauche = ionisé (acides→anions), à droite = protoné (amines→cations).
- Repères pharma clés : aspirine 3,5 · ibuprofène 4,4 · imidazole 7,0 · phénol/paracétamol ~10 · amine ~10,6 · guanidinium 12,5.
- Mémorisation par familles et en justifiant chaque valeur, en rappel actif chronométré.