0Pour bien démarrer
🎯 Objectifs
- Mesurer un pH (papier pH, pH-mètre) et classer une solution : acide, neutre, basique.
- Associer le caractère acide ou basique aux ions H⁺ et HO⁻.
- Prévoir l'effet d'une dilution sur le pH.
- Respecter les règles de sécurité liées aux produits acides et basiques.
🧰 Prérequis
- Ions et formules (ch. 1).
- Solutions et mélanges (5e).
- Pictogrammes de sécurité (5e, 4e).
🔎 Situation de départ
Le jus de citron, le vinaigre et le soda piquent la langue ; le savon est « glissant ». Comment caractériser ces solutions par une mesure, et pourquoi faut-il manipuler certaines avec des gants ?
1Le pH d'une solution
Le pH d'une solution aqueuse est un nombre sans unité, en général entre 0 et 14.
- pH < 7 : solution acide ;
- pH = 7 : solution neutre (eau pure) ;
- pH > 7 : solution basique.
Plus le pH est éloigné de 7, plus la solution est acide (pH proche de 0) ou basique (pH proche de 14).
Mesure : le papier pH (on dépose une goutte avec un agitateur, on compare la couleur à l'échelle : précision à l'unité) ou le pH-mètre (sonde étalonnée, précision au dixième).
2Ions H⁺ et HO⁻
Toute solution aqueuse contient des ions hydrogène H⁺ et des ions hydroxyde HO⁻ (on écrit aussi OH⁻ : c'est le même ion).
- solution acide : plus d'ions H⁺ que d'ions HO⁻ ;
- solution neutre : autant d'ions H⁺ que d'ions HO⁻ ;
- solution basique : plus d'ions HO⁻ que d'ions H⁺.
Représentation symbolique : les ions sont en réalité bien plus nombreux, et accompagnés d'autres ions (Cl⁻, Na⁺…) qui assurent la neutralité.
3La dilution
Diluer une solution, c'est lui ajouter de l'eau. Les ions sont alors moins concentrés.
À retenir
Quand on dilue une solution, son pH se rapproche de 7 : le pH d'une solution acide augmente, celui d'une solution basique diminue. Une solution acide diluée reste acide : son pH ne dépasse jamais 7.
Pour l'acide chlorhydrique, diluer 10 fois augmente le pH d'environ 1 unité (tant qu'on reste loin de 7).
4Sécurité
Les solutions très acides (pH < 2) ou très basiques (pH > 12) sont corrosives : elles détruisent les tissus vivants.
- lunettes et gants, blouse fermée ;
- pour diluer un acide concentré : verser l'acide dans l'eau, jamais l'inverse (risque de projections) ;
- ne jamais mélanger des produits ménagers ;
- en cas de projection : rincer abondamment à l'eau.
🧪 Simulation 1 — Le pH-mètre virtuel
Valeurs typiques : le pH réel varie selon les marques et les échantillons.
🧪 Simulation 2 — Diluer et mesurer le pH
On dilue plusieurs fois par 10 une solution d'acide chlorhydrique ou de soude. Observe l'évolution du pH.
🧪 Simulation 3 — L'indicateur coloré au chou rouge
🛠️ Méthode — Classer une solution et prévoir l'effet d'une dilution
Énoncé
Le pH d'un détartrant vaut 2,0. On le dilue 10 fois. Est-il acide ? Quel ion est majoritaire ? Comment évolue son pH ? (Le détartrant se comporte ici comme l'acide chlorhydrique.)
Exemple entièrement rédigé
- Comparer à 7 : 2,0 < 7 : la solution est acide.
- Ion majoritaire : solution acide : les ions H⁺ sont plus nombreux que les ions HO⁻.
- Effet de la dilution : en ajoutant de l'eau, le pH se rapproche de 7 : il augmente.
- Estimer : pour une dilution par 10 d'un acide de ce type, pH ≈ 2,0 + 1 = 3,0.
- Conclure : la solution diluée est toujours acide (3,0 < 7) mais moins corrosive.
⚠️ Erreurs fréquentes
| Ce qu’on lit souvent | Ce qu’il faut retenir |
|---|---|
| ❌ Plus le pH est grand, plus c'est acide. | ✅ C'est l'inverse : plus le pH est petit, plus c'est acide. |
| ❌ En diluant un acide, on peut obtenir une solution basique. | ✅ Le pH se rapproche de 7 sans le dépasser. |
| ❌ On verse l'eau dans l'acide concentré. | ✅ On verse l'acide dans l'eau (risque de projections sinon). |
| ❌ Une solution acide ne contient pas d'ions HO⁻. | ✅ Elle en contient, mais moins que d'ions H⁺. |
| ❌ Le papier pH donne le pH au dixième près. | ✅ Le papier pH donne une valeur approchée (à l'unité) ; le pH-mètre est plus précis. |
| ❌ Une solution basique n'est pas dangereuse. | ✅ Une solution très basique (soude, déboucheur) est aussi corrosive. |
📌 L’essentiel
- pH < 7 : acide ; pH = 7 : neutre ; pH > 7 : basique.
- Acide : ions H⁺ majoritaires ; basique : ions HO⁻ majoritaires ; neutre : autant des deux.
- Mesure : papier pH (approché) ou pH-mètre (précis).
- Dilution : le pH se rapproche de 7 sans le dépasser.
- Solutions très acides ou très basiques : corrosives → lunettes, gants ; verser l'acide dans l'eau ; ne jamais mélanger les produits.
✅ Quiz — je fais le point
Réponds seul(e). Aucune correction n’est affichée : ton professeur fera le bilan avec toi.
1. Une solution de pH 9 est :
2. Dans une solution acide :
3. On dilue une solution de pH 12. Son pH :
4. La solution la plus acide a un pH de :
5. Pour diluer un acide concentré, on verse :
6. Quel instrument mesure le pH au dixième près ?