PH et pOH: 'Acides', 'Bases'

Table des mateères

Cependant, certaines personnes ne possèdent pas cette enzyme et leur organisme ne peut donc pas décomposer le lactose. Le lactose reste intact et subit un processus connu sous le nom de fermentation bactérienne, produisant des gaz et provoquant des nausées, des crampes abdominales et des diarrhées. La lactase fonctionne mieux à un pH de 6, c'est pourquoi le changement de pH a un effet important sur l'activité de la lactase.

Qu'est-ce que le pH exactement et quel est son rapport avec le pOH? Continue à lire pour le savoir !

Tout d'abord, nous verrons la différence entre le pH et le pOH
Ensuite, nous apprendrons ce qu'est l'échelle pOH et en quoi elle diffère de l'échelle pH.
Ensuite, nous parlerons du pH des acides forts et des bases.
Enfin, nous nous plongerons dans les calculs impliquant le pH et le pOH.

Différence entre le pH et le pOH

Avant de plonger dans le monde du pH et du pOH, nous devons rappeler la définition des acides et des bases. Les acides et les bases ont des définitions différentes, selon la personne à qui tu demandes !

Svante Arrhenius a été le premier chimiste à classer les acides et les bases. Les acides d'Arrhenius sont des acides qui se dissocient dans l'eau et forment des ions ^H+. Les bases d'Arrhenius, quant à elles, se dissocient dans l'eau et forment des^ionsOH-.

Johannes Brønsted et Thomas Lowry sont d'autres chimistes qui ont proposé des définitions des acides et des bases. Ensemble, ils ont défini les acides et les bases par leur capacité à donner et à accepter des protons (ions hydrogène). Les acides de Brønsted-Lowry sont des donneurs de protons (^H+), tandis que les bases de Brønsted-Lowry sont des accepteurs de protons (^H+).

Maintenant que nous en savons un peu plus sur les acides et les bases, définissons ce que sont le pH et le pOH !

LepH est une mesure logarithmique de la concentration d'ions hydrogène (^H+) dans une solution.

LepOH est une mesure logarithmique de la concentration d'ions hydroxyde (^OH-) dans une solution.

Le pH est mesuré à l'aide d'une échelle de pH qui va de 0 à 14. Plus le pH est petit, plus une solution est acide et plus la concentration d'ions ^H+ dans la solution est élevée. Ainsi, les solutions acides ont une très faible concentration d'ions ^OH- par rapport à la quantité élevée d'ions ^H+ dans la solution.

Les solutions acides ont un pH inférieur à 7
Les solutions basiques ont un pH supérieur à 7
Les solutions contenant un pH de 7 sont considérées comme neutres.

Échelle de pH et de pOH StudySmarter Fig.1-échelle de pH

Pense à une région du monde où l'atmosphère est polluée par des gaz tels que le dioxyde d'azote et le dioxyde de soufre. Lorsqu'il pleut, ces gaz peuvent se dissoudre dans l'eau de pluie, ce qui rend la pluie plus acide. Lorsque cela se produit, on parle de pluies acides. Les pluies acides peuvent également se produire naturellement à proximité des éruptions volcaniques et de la décomposition des plantes.

Les pluies acides corrodent les statues en calcaire, réduisent le taux de photosynthèse et augmentent l'acidité des rivières et des lacs, tuant de nombreux animaux.

Échelle pOH

La somme du pH et du pOH d'une solution aqueuse est égale à 14. La relation entre le pH et le pOH est la suivante :

$pH + pOH = 14$

Ainsi, si tu connais le pH ou le pOH, tu peux facilement calculer la valeur manquante ! Par exemple, si ton pOH est de 3, ton pH sera égal à 11, car 11 + 3 = 14. Rappelle-toi :

Plus la valeur du pH est faible, plus une solution est acide, plus la concentration en ^H+ est élevée et plus la^{concentration en}OH- est faible.
Plus la valeur pOH est faible, plus une solution est basique, plus la^{concentration} en OH- est élevée et plus laconcentration en^H+ estfaible.

Échelle de pH et de pOH montrant le pH et le pOH StudySmarter Fig.2 - Échelle indiquant le pH et la valeur pOH

Si le pH d'une solution est de 4,6, calcule le pOH.

Nous savons que la somme du pH et du pOH doit être égale à 14. Nous pouvons donc réarranger l'équation ci-dessus pour résoudre le pOH.

$pOH = 14 - pH pOH = 14 - 4.6 pOH = 9.4$

Formule du pH et du pOH

La formule pour calculer le pH et le pOH est la suivante :

$pH = - \log_{10} [H^{+}] pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}]$

Ces formules peuvent sembler un peu confuses, mais ne t'inquiète pas, nous allons les mettre en pratique !

Trouve le pH d'une solution dont la concentration en ions [^H+] est de $5.5 \times 10^{- 10} M$ .

Cette question est très simple. On nous donne la valeur de [^H+], il nous suffit donc de l'introduire dans la formule du pH !

$pH = - \log_{10} [H^{+}] pH = - \log_{10} [5.5 \times 10^{- 10} M] pH = 9.26$

Voyons maintenant un exemple impliquant le pOH.

Trouve le pOH d'une solution contenant une concentration d'ions [H+] de $8.0 \times 10^{- 7} M$ .

Il faut d'abord calculer le pH de la solution, puis utiliser la formule pH + pOH = 14 pour trouver le pOH.

$pH = - \log_{10} [8.0 \times 10^{- 7} M] pH = 6.1 pH + pOH = 14 pOH = 14 - 6.1 pOH = 7.9$

Utilisation du pH et du pOH pour calculer la concentration en ions

Nous pouvons réarranger les formules de pH et de pOH pour trouver les concentrations d'ions hydrogène et d'ions hydroxyde !

$[H^{+}] = 10^{- pH} [{OH}^{-}] = 10^{- pOH}$

Résolvons un autre exemple !

Calcule la concentration en ions [^OH-] d'une solution dont le pH est de 3,3.

Ici, nous devons mettre en pratique certaines des formules que nous avons apprises jusqu'à présent.

Étape 1 : Trouve la valeur de pOH à l'aide de pH.

$pOH = 14 - 3.3 pOH = 10.7$

Étape 2 : Trouve la concentration en ions [^OH-] à l'aide de pOH.

$[{OH}^{-}] = 10^{- 10.7} [{OH}^{-}] = 1.99 \times 10^{- 11} M$

pOH à pH

Lors de ton examen de chimie AP, on te demandera très probablement de convertir pOH en pH. Pour ce faire, tu peux utiliser les différentes formules que nous avons apprises jusqu'à présent. La façon la plus simple est d'utiliser la formule pH + pOH = 14.

Cependant, tu devras parfois utiliser plus d'une formule pour trouver le pH. Prenons un exemple.

Trouve le pH d'une substance contenant une concentration de [^OH-] de 3,2 x ^10-7 M.

Étape 1 : Utilise [^OH-] pour calculer pOH.

$pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}] pOH = - \log_{10} [3.2 \times 10^{- 7} M] pOH = 6.5$

Étape 2 : Utilise le pOH calculé pour résoudre le pH.

$pH = 14 - pOH pH = 14 - 6.5 pH = 7.5$

pH des acides forts

Les acidesforts sont des acides qui se dissocient complètement dans les solutions aqueuses pour former des ions hydrogène positifs.

Les acides forts ont un pH très faible, généralement compris entre 0 et 1.

Voici quelques acides forts courants que tu dois connaître :

HCl
HBr
HI
_HNO3
_HClO3
_HClO4
_H2SO4

Puisque les acides forts se dissocient complètement dans la solution, nous pouvons supposer que la concentration de l'acide fort sera égale à la concentration des ions hydrogène dans la solution !

Calcule le pH d'une solution de HCl 0,023 M.

$HCl \overset{}{\to} H_{(aq)}^{+} + {Cl}_{(aq)}^{-}$

La question nous indique que la solution de HCl a une concentration de 0,023 M. Nous pouvons donc supposer que la concentration en ions [^H+] sera également de 0,023 M car le HCl est un acide fort !

Nous pouvons donc calculer le pH à l'aide de la formule : $pH = - \log_{10} [H^{+}]$

$pH = - \log_{10} [0.023 M] pH = 1.64$

Une solution peut-elle avoir un pH négatif ? Laréponse est oui ! Par exemple, si un acide, comme le HCl, a une très forte concentration d'ions ^H+, disons 10 M, son pH sera de -1.

Savais-tu aussi que l'un des acides les plus forts connus des chimistes s'appelle l'acide fluoroantimonique et a un pH de -31,3 ? Un autre dérivé de l'acide fluoroantimonique est un acide si fort qu'on l'appelle (à juste titre) acide magique.

pH des bases fortes

Lesbases fortes sont des bases qui se dissocient complètement dans les solutions aqueuses, formant des ions ^OH-. Contrairement aux acides forts, les bases fortes ont un pH très élevé, , qui se situe généralement entre 12 et 14.

Voici quelques bases fortes que tu dois connaître :

NaOH
LiOH
KOH
RbOH
CsOH
Ca(OH₎₂
Mg(OH)₂
Ba(OH)₂
Sr(OH)₂

Le même principe s'applique aux bases fortes. Comme les bases fortes se dissocient aussi complètement, nous supposons que la concentration de la base forte sera égale à la concentration des ions hydroxyde dans la solution.

Calcule le pH d'une solution de Ca(OH)₂0,023 M.

$Ca ({OH}_{2}) \overset{}{\to} {Ca}_{(aq)}^{2 +} + 2 {OH}_{(aq)}^{-}$

Tout d'abord, remarque le chiffre 2 devant les ions hydroxyde dans l'équation chimique. Cela signifie que lorsque l'hydroxyde de calcium se dissocie, il forme 2 ions hydroxyde.

Nous devons donc multiplier la concentration en ions hydroxyde pour en tenir compte.

$[{OH}^{-}] = 2 \times 0.023 M = 0.046 M$

Nous pouvons maintenant utiliser la concentration d'ions [^OH-] pour calculer le pOH, puis le convertir en pH.

$pOH = - \log_{10} [0.046 M] pOH = 1.34 pH = 14 - pOH pH = 14 - 1.34 pH = 12.66$

Tu devrais maintenant connaître le pH et le pOH et savoir comment appliquer leurs formules à différents problèmes !

pH et pOH - Principaux points à retenir

LepH est une mesure de la concentration d'ions hydrogène (^H+) dans une solution.
LepOH est une mesure de la concentration d'ions hydroxyde (^OH-) dans une solution.
La somme du pH et du pOH d'une solution doit toujours être égale à 14.
Les acides forts sont des acides qui se dissocient complètement dans les solutions aqueuses pour former des ions hydrogène positifs.
Lesbases fortes sont des bases qui se dissocient complètement dans les solutions aqueuses, formant des ions OH-.

_{Références :}

_{Malone, L. J., Dolter, T. O., & Gentemann, S. (2013). Concepts de base de la chimie (8e éd.). Hoboken, NJ : John Wiley & Sons.}

_{Swanson, J. W. (2020). Tout ce dont tu as besoin pour être un as de la chimie dans un seul gros cahier. Workman Pub.}

_{Saunders, N. (2020). Supersimple Chemistry : The Ultimate Bitesize Study Guide. Londres : Dorling Kindersley.}

Fiches dans PH et pOH 13

Commence à apprendre

Arrhenius _____ se dissocie dans l'eau et forme des ions H+.

acides

Arrhenius ____ se dissocie dans l'eau et forme des ions ^OH-.

bases

Bronsted-Lowry ______ sont des donneurs de protons (^H+)

acides

Les bases de Bronsted-Lowry sont des protons (^H+) ________.

accepteurs

_________ est une mesure de la concentration d'ions hydrogène (H+⁾ dans une solution.

Le pOH est une mesure de la concentration de ________ dans une solution.

ions hydroxyde (^OH-)

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Questions fréquemment posées en PH et pOH

Qu'est-ce que le pH?

Le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution sur une échelle logarithmique de 0 à 14.

Comment calcule-t-on le pH?

Le pH se calcule en utilisant la formule: pH = -log[H+], où [H+] représente la concentration des ions hydrogène.

Qu'est-ce que le pOH?

Le pOH mesure la concentration des ions hydroxyde (OH-) d'une solution, complémentaire au pH.

Quelle est la relation entre pH et pOH?

La somme de pH et pOH est toujours égale à 14 dans une solution aqueuse à 25°C.

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