| Le pH, terme indiquant la concentration des ions hydrogènes dans une solution. C'est une mesure de l'acidité d'une solution. C'est le chimiste danois Soren Sorensen qui proposa cette échelle de mesure du degré d'acidité d'une solution en 1909. |
Échelle des pH |
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| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
Acide |
H2O |
Base |
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Un pH de 7 correspond au pH neutre. c'est le pH de l'eau distillée. Un pH de 1 correspond à un acide fort. Un pH de 13 correspond à une base forte. un pH de 6, 5 correspond à un acide faible.
| Substances | pH | Nature |
| Suc gastrique | 2,1 | Acide |
| Jus d'orange | 3,5 | |
| Jus de citron | 2,9 | |
| Pain | 5,5 | |
| Eau de pluie normale | 5,6 | |
| Jus de pomme | 3 | |
| Eau distillée | 7 | Neutre |
| Salive | 7,2 | Base |
| Sang | 7,4 | |
| Oeuf | 7,8 | |
| Eau de mer | 8,3 | |
| Lait de magnésie | 10,5 | |
| Ces valeurs de pH ne donnent qu'une idée du caractère acide ou basique de certaines substances. | ||
Par définition, le pH, «puissance hydrogène», est l'opposé du logarithme de la concentration des ions H+ (protons) : pH= -log10[H+], avec [H+] la concentration des ions H+ en moles/litre. Comme les ions H+ s'associent avec des molécules d'eau pour former des ions hydronium (H3O+), le pH s'exprime souvent en fonction de la concentration de ces ions.
Dans l'eau pure à 22°C, les ions H3O+ et les ions hydroxydes (OH-) sont en quantités égales. La concentration de chaque type d'ions est de 10-7 moles/litre. En conséquence, l'eau pure a un pH de -log (10-7), c'est-à-dire un pH de 7. Dans l'eau distillée la concentration des ions H+ est égale à la concentration des ions OH-. Le produit de la concentration des ions H+ par la concentration des ions OH- est toujours constant (10-7 × 10-7 = 10-14).
[H+] × [OH-] = 10-14
Lorsque l'on ajoute un acide à l'eau, il se forme un
excès d'ions H3O+. Leur concentration peut varier entre 10-6 et 0.10 moles/litre. Elle
dépend de la force de l'acide et de sa concentration
dans la solution. Ainsi, les solutions acides ont un pH
variant de 6 (acides faibles) à 1 (acides les plus
forts). Inversement, une solution basique a une faible
concentration d'ions H3O+ et un excès d'ions OH-. Le pH de ces solutions varie
de 8 (bases faibles) à 14 (bases fortes).
Le pH d'une solution peut être déterminé par titrage. Il s'agit de la neutralisation de l'acide (ou de la base) par une quantité mesurée de solution basique (ou acide) de concentration connue, en présence d'un indicateur (composé dont la couleur dépend du pH). Le pH d'une solution peut également être déterminé par la mesure du potentiel électrique d'électrodes particulières immergées dans la solution.
Le pOH
correspond à l'équivalent du pH mais en considérant la
concentration du radical [OH-].
PH+pOH=7
| Si la concentration [H+] d'une solution de HCl est de 0,001 mole/l, quel est le pH de cette solution? | [H+]=0,001
mole/l ou 1×10-3 mole/l le pH est donc de 3. pH= -log[H+] pH= -log 0,001 pH=3 |
| Quel est le pOH d'une solution aqueuse de NaOH concentrée à 0,0001 mole/l? | [OH-]=0,0001 mole/l ou
1×10-4 mole/l le pOH est donc de 4. pOH= -log[OH-] pOH=-log 0,0001 pOH= 4 |
| Quel est le pH d'une solution aqueuse de NaOH concentrée à 0,0001 mole/l? | [OH-]=0,0001
mole/l ou 1 × 10-4 mole/l [OH-] × [H+]=10-14 (constante) [H+]= 10-14÷[OH-] [H+]= 10-14÷0,0001 [H+]= 1×10-10 pH= -log[H+] pH= 10 C'est normal que le pH soit de 10 puisque NaOH est une base. On peut vérifier avec le problème précédent que pOH+pH=14 |
| Quel est le pH d'une solution de HNO3 concentrée à 0,0035 mole/l? | pH= -log[H+] pH= -log 0,0035 pH= 2,45 |
Le logarithme:
En mathématiques,
l'exposant (ou la puissance) auquel un certain nombre,
appelé la base, doit être élevé pour obtenir
un nombre donné. Par exemple, dans l'expression 102=100,
le logarithme de 100 dans la base 10 est égal à 2. Cela s'écrit log10 100=2. D'abord inventés pour
simplifier les procédés arithmétiques de
multiplication, de division, d'élévation à une
puissance et d'extraction de racines, les logarithmes
sont maintenant largement utilisés en mathématiques
pures et appliquées. Le logarithme courant, noté log, a
pour base 10. Vous trouverez sur votre calculatrice
une touche "log", c'est le logarithme en base
10. Essayez de trouver le logarithme de 10000. Entrez le
chiffre 10000 ensuite appuyer sur la touche log (log10
10000=4).