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.

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