Solutions Aqueuses, Acides & pH
L'échelle de pH (0 à 14), les ions $H^+$ et $HO^-$, la mesure au pH-mètre et les règles de dilution.
I L'Échelle de pH (0 à 14)
Définition du pH
Le **pH (Potentiel Hydrogène)** mesure le caractère acide, neutre ou basique d'une solution aqueuse. Il s'exprime par un nombre sans unité compris entre **0 et 14** à 25 °C.
$$\text{pH} < 7$$
Exemples : Acide chlorhydrique ($\text{pH}=1$), jus de citron ($\text{pH}=2{,}5$), vinaigre ($\text{pH}=3$).
$$\text{pH} = 7$$
Exemples : Eau pure distillée ($\text{pH}=7$), sérum physiologique.
$$\text{pH} > 7$$
Exemples : Eau de Javel ($\text{pH}=11$), lessive de soude ($\text{pH}=13$), déboucheur canalisation.
II Les Ions Responsables de l'Acidité et de la Basicité
Rôle des Ions Hydrogène et Hydroxyde
- • **L'ion Hydrogène $H^+$** : Responsable de l'acidité. Plus la concentration en ions $H^+$ est élevée, plus le pH est faible.
- • **L'ion Hydroxyde $HO^-$** : Responsable de la basicité. Plus la concentration en ions $HO^-$ est élevée, plus le pH est fort (vers 14).
- • **Solution Neutre ($\text{pH} = 7$)** : Contient exactement autant d'ions $H^+$ que d'ions $HO^-$.
III Instruments de Mesure du pH
Le papier pH est imprégné d'indicateurs colorés. Une goutte de solution fait changer la couleur du papier, que l'on compare à un nuancier gradué (précision d'environ **$\pm 1$ unité**).
Le pH-mètre comporte une sonde en verre plongée dans la solution qui mesure la différence de potentiel électrique et affiche directement la valeur sur un écran digital (précision élevée de **$\pm 0{,}1$ unité**).
IV Effet de la Dilution et de la Neutralisation
Règles de Dilution d'une Solution Aqueuse
1) **Dilution d'un acide ($\text{pH} < 7$)** : L'ajout d'eau diminue la concentration en ions $H^+$. Le pH **augmente et se rapproche de 7** (sans jamais dépasser 7).
2) **Dilution d'une base ($\text{pH} > 7$)** : L'ajout d'eau diminue la concentration en ions $HO^-$. Le pH **diminue et se rapproche de 7**.
3) **Règle d'or de sécurité** : **Toujours verser l'acide concentré dans l'eau**, progressivement, et jamais l'eau dans l'acide !
Synthèse Mémorisation • Formulaire A4 CAP
Acide (<7) | Neutre (=7) | Basique (>7)
Mesure au pH-mètre digital
$H^+$ (Acidité) | $HO^-$ (Basicité)
Eau pure : $[H^+] = [HO^-]$
Le pH de la dilution tend vers 7
Toujours Acide dans l'Eau !