← Retour au sommaire
3e · Chapitre 5 · Organisation et transformations de la matière

Acides, bases et pH

Cours

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⁺.
H⁺H⁺H⁺H⁺H⁺H⁺H⁺HO⁻acideH⁺H⁺H⁺H⁺HO⁻HO⁻HO⁻HO⁻neutreH⁺HO⁻HO⁻HO⁻HO⁻HO⁻HO⁻HO⁻basique

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

  1. Comparer à 7 : 2,0 < 7 : la solution est acide.
  2. Ion majoritaire : solution acide : les ions H⁺ sont plus nombreux que les ions HO⁻.
  3. Effet de la dilution : en ajoutant de l'eau, le pH se rapproche de 7 : il augmente.
  4. Estimer : pour une dilution par 10 d'un acide de ce type, pH ≈ 2,0 + 1 = 3,0.
  5. Conclure : la solution diluée est toujours acide (3,0 < 7) mais moins corrosive.

⚠️ Erreurs fréquentes

Ce qu’on lit souventCe 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 ?