Le pH et la nature d'une solution
Pour mesurer l’acidité ou la basicité d’une solution, on a recours à une grandeur sans unité appelée pH (potentiel hydrogène) :
pH < 7 : la solution est acide. Plus le pH est faible, plus la solution est acide ;
pH = 7 : la solution est neutre ;
À savoir
À 25°C, le pH des solutions aqueuses varie de 0 à 14.
pH > 7 : la solution est basique. Plus le pH est élevé, plus la solution est basique.
Définition du pH
Toute solution aqueuse contient des molécules d’eau, des ions oxonium (ou ions hydronium) H3O+ et des ions hydroxyde HO–.
La concentration en ions oxonium d’une solution se note [H3O+]. Soient deux solutions de concentrations en ions oxonium différentes. On mesure le pH de chacune avec un pH-mètre :
[H3O+]1 = 10–2 mol/L : pH1= 2 ;
[H3O+]2 = 10–3 mol/L : pH2 = 3.
Plus généralement, si [H3O+] = 10–a mol/L, alors pH = a.
Or, on rappelle que log (10x) = x. On en déduit : pH = –log [H3O+] ↔ [H3O+] = 10-pH.
Par conséquent, plus [H3O+] est élevée, plus le pH est faible. Une solution est donc d’autant plus acide que la concentration en ions oxonium (hydronium [H3O+]) est élevée.
La mesure du pH
Pour mesurer le pH d’une solution, on peut utiliser, du moins précis au plus précis : un indicateur coloré, du papier pH ou un pH-mètre.