PH et 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 ^ions OH-.

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 !

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.

Fig.1-échelle de pH

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 :

$\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14$

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.

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

Formule du pH et du pOH

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

$$\begin{gathered} \mathrm{pH}=-{\log }_{10}\left[{\mathrm{H}}^{+}\right] \\ \mathrm{pOH}=-{\log }_{10}\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] \end{gathered}$$

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

Voyons maintenant un exemple impliquant le pOH.

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 !

$$\begin{gathered} \left[{\mathrm{H}}^{+}\right]={10}^{-\mathrm{pH}} \\ \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]={10}^{-\mathrm{pOH}} \end{gathered}$$

Résolvons un autre exemple !

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.

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 !

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.

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

_{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.}