Quand on parle de pH, nous nous référons au potentiel hydrogéno-ionique d'une solution, c'est-à-dire à la quantité de cations hydronium (H+ ou H3O+) qui sont dispersés dans le solvant d'une solution.
Les cations hydronium sont bien connus en raison de la définition proposée par le scientifique Arhenius pour un acide. Ce scientifique prétend que acide toute substance est-elle capable de ioniser et produire des ions hydronium dans un milieu aqueux.
Équation d'ionisation acide
l'acronyme pH sert de référence pour déterminer le niveau d'acidité d'un milieu. Mais pendant longtemps, les chimistes ont également utilisé le pH comme référence pour déterminer, en plus de l'acidité, si un milieu est basique ou neutre.
Ceci est possible car les chimistes savent maintenant que l'eau subit une auto-ionisation, c'est-à-dire qu'elle produit des hydroniums (H+) et les hydroxydes (OH-). Ainsi, une solution aqueuse n'a jamais que de l'hydronium ou de l'hydroxyde, mais les deux, comme on peut le voir à partir de l'équation suivante :
Équation d'autoionisation de l'eau
Valeurs utilisées comme référence pour le pH
Les valeurs utilisées pour le pH se réfère à la constante d'ionisation (Kw) de l'eau à une température de 25OC, qui est égal à 10-14. A cette température, les concentrations d'ions hydronium et hydroxyde produits par l'eau sont absolument égales, c'est-à-dire 10-7 mol/L.
[H+]=[OH-]= 10-7
A partir de cette référence, les valeurs utilisées pour le pH vont de 0 à 14.
Formules de calcul du pH
a) Calcul à partir de la concentration en mol/L de cations hydronium
Le calcul de la valeur du pH peut se faire directement, à condition de connaître la concentration en hydroniums ([H+]). Voir:
pH = -log[H+]
ou alors
10-pH = [H+]
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b) Calcul à partir de la concentration en anions hydroxyde (OH-)
pOH = -log[OH-]
ou alors
10-pOH = [OH-]
Après avoir calculé la valeur de pOH, vous devez l'utiliser dans l'expression suivante pour déterminer la valeur de pH.
pH + pOH = 14
Interprétation des valeurs de pH
Connaissant la valeur du pH, on peut déterminer si la solution en question a un caractère acide, basique ou neutre. Pour cela, il suffit d'utiliser la relation schématique suivante :
Pour des valeurs de pH inférieures à 7 = milieu acide ;
Pour un pH d'une valeur égale à 7 = milieu neutre ;
Pour des valeurs de pH supérieures à 7 = milieu basique.
Exemples
1er exemple: Sachant que la concentration des cations hydronium dans une solution est de 2,10-4 mol/L, quel doit être le pH de cette solution ?
Pour déterminer la valeur du pH de la solution à partir de la concentration en hydroniums (H+), 2.10-4 mol/L, il faut utiliser l'expression suivante :
pH = -log[H+]
pH = -log[2.10-4 ]
pH = –(log 2 + log 10-4)
pH = -log2 - log10-4
pH = –log 2 – 4.log 10
pH = –0,3 + 4,(1)
pH = -0,3 + 4
pH = 3,7
2e exemple : Une solution formée par un certain soluté a une concentration en ions hydroxyde égale à 10-11 mol/L. A partir de cette concentration, on peut dire que le pH de cette solution vaut combien ?
Pour déterminer le pH de la solution à partir de la concentration en hydroxyde, 10-11 mol/L, nous devons procéder comme suit :
1O Marcher: calculer la valeur de pOH.
10-pOH = [OH-]
10-pOH = 10-11
Il faut multiplier l'expression par -1 car pOH est toujours une inconnue positive.
-pOH = -11.(-1)
pOH = 11
2O Marcher: calculer la valeur du pH.
pH + pOH = 14
pH + 11 = 14
pH = 14 - 11
pH = 3
Par moi Diogo Lopes Dias
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
JOURS, Diogo Lopes. « Qu'est-ce que le pH? »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ph.htm. Consulté le 27 juin 2021.
Chimie
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