Le pH : L'Essentiel à Retenir

Définition du pH

• pH : Mesure l'acidité d'une solution
• Le pH n'a pas d'unité
• Représentation sur une échelle de pH:
  • pH < 7 : Acide
  • pH = 7 : Neutre
  • pH > 7 : Basique

Exemples de pH

• Sucs gastriques : pH 2 (très acide)
• Coca Cola : pH 2,5 (acide)
• Jus de tomate : pH 4 (acide)
• Liquide vaisselle : pH 10 (basique)
• Eau de javel : pH 12 (très basique)

Dilution et pH

• En ajoutant de l'eau (dilution) :
  • Solution acide : pH augmente pour se rapprocher de 7
  • Solution basique : pH baisse pour se rapprocher de 7

Calculer le pH

• Formule : pH = -log([H3O+] / C0)
  • [H3O+]: concentration en ion oxonium
  • C0 : concentration standard (1 mole/L)
  • Si [H3O+] augmente, pH diminue et la solution devient plus acide

Exemples de Calcul

• Si [H3O+] = 0,1 mol/L :
  • pH = -log(0,1/1) = 1 (très acide)
• Si [H3O+] = 0,01 mol/L :
  • pH = -log(0,01/1) = 2 (moins acide)
• Relation :
  • Si [H3O+] est multipliée par 10, le pH diminue de 1
  • Si [H3O+] est divisée par 10, le pH augmente de 1

Calculer [H3O+] à partir du pH

• Formule : [H3O+] = C0 x 10^(-pH)
• Démonstration :
  • pH = -log([H3O+] / C0)
  • -pH = log([H3O+] / C0)
  • 10^(-pH) = [H3O+] / C0
  • [H3O+] = C0 x 10^(-pH)
• Exemple : Si pH = 2,5
  • [H3O+] = 1 x 10^(-2,5) = 0,032 mol/L

Mesurer le pH

• Utilisation d'un pH-mètre
  • Calibration nécessaire avec une solution pH 4 et pH 7
• Utilisation de papier pH
  • Changement de couleur en fonction de la valeur du pH

Exercices Pratiques

Exercice 1

• Eau gazeuse avec pH 5,5
  • Moins de 7 : acide
  • Concentration [H3O+] : 1 x 10^(-5,5) = 3,7 x 10^(-6) mol/L

Exercice 2

• Solution d’acide sulfurique avec concentration 0,08 mol/L
  • Réaction : 2 H2O + H2SO4 → 2 H3O+ + SO42-
  • Concentration en H3O+ sera deux fois celle de H2SO4 : 2 x 0,08 = 0,16 mol/L
  • Calcul du pH : pH = -log(0,16/1) = 1,8 (acide)
• Dilution de la solution par 5
  • Nouvelle concentration : 0,16 / 5 = 0,032 mol/L
  • Nouveau pH : -log(0,032/1) = 2,5 (moins acide)

Conclusion

• Comprendre le pH est fondamental en terminale
• Réviser également les leçons de première sur Berlembert et la spectroscopie infrarouge