Science et technologie s1038

Le pH et l'échelle pH

Le pH, ou potentiel hydrogène est la mesure de l’acidité ou de la basicité d'une solution.

L’échelle pH est utilisée pour déterminer le degré d’acidité d’une substance. Elle représente la concentration des ions |H^{+}| dans une solution.
Plus une substance contient d’ions |H^{+}|, plus elle est acide. Plus elle contient d’ions |OH^{-}|, plus elle est basique.

L’échelle pH est divisée en échelons de 0 à 14, 0 étant le degré d’acidité le plus élevé alors que 14 est le degré d’acidité le plus faible.

Plus la valeur du pH diminue (plus elle se rapproche de 0), plus la substance est acide.s1038i1.JPG

Les substances peuvent être également classées selon leur force. Un acide dont le pH se rapproche de 0, comme l'acide chlorhydrique, est un acide fort, alors que celui dont le pH se rapproche de 7, comme le café, sera considéré comme un acide faible. Pour les bases, une substance dont le pH est près de 14, comme l'hydroxyde de sodium, sera classé comme une base forte, alors qu'une base ayant un pH se rapprochant de 7 sera considérée comme une base faible, comme l'eau de mer.

Le pH, une échelle logarithmique

Le pH est une échelle logarithmique, c’est-à-dire que lorsqu’une solution devient dix fois plus acide, son pH diminue d'une unité. Si une solution devient 100 fois plus acide, son pH diminuera de deux unités.

Le jus de citron, qui a un pH de 2, est 100 fois plus acide que le jus de tomate, dont le pH est 4.

Le savon, dont le pH est 10, est 10 fois plus basique que le bicarbonate de sodium, qui a un pH de 9.

Pour déterminer la valeur du pH à partir de la concentration molaire, il faut utiliser l'exposant (sans tenir compte du signe négatif) de la concentration en notation scientifique.

Une substance ayant une concentration molaire de |1 \times 10^{-5}| mol/L a un pH de 5. Il est également possible de faire le processus inverse: si la valeur du pH est connue, il est possible de la convertir en concentration molaire.

Une substance dont le pH est 2 a une concentration molaire de |1 \times 10^{-2}| mol/L.Le tableau suivant résume le lien entre le pH et la concentration molaire en ions |H^{+}|.

​Variation de l'acidité ou de la basicité
​Concentration en ions |H^{+}| (mol/L)
Concentration en notation scientifique (mol/L) ​pH
​Acide fort








Acide faible
​Neutre
Base faible
​​







Base forte
​1​|1 \times 10^{0}|
​0
​0,1|1 \times 10^{-1}|​1
​0,01|1 \times 10^{-2}|​2
​0,001|1 \times 10^{-3}|​3
​0,0001|1 \times 10^{-4}|​4
​0,00001|1 \times 10^{-5}|​5
​0,000001|1 \times 10^{-6}|​6
​0,0000001|1 \times 10^{-7}|​7
​0,00000001|1 \times 10^{-8}|​8
​0,000000001|1 \times 10^{-9}|​9
​0,0000000001|1 \times 10^{-10}|​10
​0,00000000001|1 \times 10^{-11}|​11
​0,000000000001|1 \times 10^{-12}|​12
​0,0000000000001|1 \times 10^{-13}|​13
​0,00000000000001|1 \times 10^{-14}|​14

Le tableau suivant donne des exemples de pH pour quelques solutions de notre quotidien.

​Solutions acides
​Solutions basiques
​Substance ​pH ​Substance ​pH
​Acide chlorhydrique
​0,0Salive​7,2
​Batterie acide
​< 1,0
Sang
​7,4
​Acide gastrique
​2,0 ​Blanc d'oeuf
7,8
​Vinaigre​2,9Eau de mer
8,0
Jus d'orange ou de pomme
​3,5Lait de magnésie
10,5
​Bière​4,5 Ammoniaque
​11,5
​Thé​5,5Eau de javel​12,0
​Pluies acides
​< 5,6
​Chaux​12,5
​Lait​6,5​Déboucheur de tuyau
​14,0

Il existe une échelle qui mesure la basicité d'une substance. L'échelle pOH est utilisée pour déterminer le degré de basicité d’une substance. Il représente la concentration des ions |OH^{-}| dans une solution. Plus une substance contient d’ions |OH^{-}|, plus elle est basique.

L’échelle pOH est également divisée en échelons de 0 à 14, 0 étant le degré de basicité le plus élevé alors que 14 est le degré de basicité le plus faible. L'échelle pOH va donc en sens opposé par rapport à l'échelle pH. D'ailleurs, il existe une relation entre l'échelle pH et l'échelle pOH.
|pH + pOH = 14|

Pour plus de détails sur le pH et le pOH, il est possible de consulter la fiche suivante: La relation entre le pH et la concentration des ions hydronium et hydroxyde


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