Définition du pH, ion oxonium H₃O⁺ et ion hydroxyde HO⁻
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• pH = -([H_3O^+] / c^) • [H_3O^+] = c^ 10^-pH • À 25 °C, milieu acide : pH [HO^-]) • À 25 °C, milieu basique : pH > 7 ([HO^-] > [H_3O^+])
Le cours
Définition du pH et ions de l'eau Le potentiel hydrogène (pH) mesure l'acidité d'une solution aqueuse diluée. Il est défini par la relation : pH = -_10([H_3O^+]c^) où c^ = 1 molL^-1 est la concentration molaire standard. Réciproquement, [H_3O^+] = c^ 10^-pH. Dans l'eau pure à 25 °C, [H_3O^+] = [HO^-] = 10^-7 molL^-1, ce qui correspond à un pH neutre de 7,0. Ions oxonium, ions hydroxyde et nature de la solution L'ion oxonium H_3O^+ (un proton porté par une molécule d'eau) est responsable du caractère acide ; l'ion hydroxyde HO^- est responsable du caractère basique. Les deux ions sont présents dans toute solution aqueuse. À 25 °C : • solution acide : [H_3O^+] > [HO^-], soit pH neutre : [H_3O^+] = [HO^-], soit pH = 7 ; • solution basique : [HO^-] > [H_3O^+], soit pH > 7. Le pH se mesure au pH-mètre (au dixième près, voire mieux) ou, plus grossièrement, avec du papier pH. Attention : une échelle logarithmique Une solution de pH 3 contient 10 fois plus d'ions oxonium qu'une solution de pH 4 et 100 fois plus qu'une solution de pH 5. Mini-exemple : pour pH = 4,0, [H_3O^+] = 1,0 10^-4\ molL^-1. Le pH est un nombre sans unité ; plus il est petit, plus la solution est acide.
Dans ce chapitre
- Définition du pH, ion oxonium H₃O⁺ et ion hydroxyde HO⁻
- Définition d'un acide et d'une base selon Brønsted
- Équations de réactions acide-base et couples usuels
- Produit ionique de l'eau Ke et échelle de pH à 25 °C
- Constante d'acidité Ka et pKa d'un couple acide-base
- Relation d'Henderson-Hasselbalch
- Diagrammes de prédominance et de distribution des espèces
- Solutions tampons : propriétés régulatrices
- Force des acides et des bases : dissociation totale vs équilibre
- Titrage pH-métrique : réaction support et montage
- Détermination de l'équivalence : tangentes parallèles et dérivée
- Choix et rôle d'un indicateur coloré acido-basique
- Titrage conductimétrique d'un acide ou d'une base
- Bilan : Synthèse et méthode sur les réactions acide-base et titrages