Calculer
Calculer un pH et les concentrations d’ions
Le pH est un logarithme : une unité de pH correspond à un facteur dix sur la concentration en ions H⁺. Convertissez dans les deux sens, tenez compte de la température et situez le résultat sur l’échelle.
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L’outil : Calculateur de pH et de concentration en ions
Exemple de démonstration chargé : modifiez les valeurs, le résultat se met à jour aussitôt.
Exemple chiffré
Exemple : une solution de pH 4,5 à 25 °C.
| Grandeur | Calcul | Valeur |
|---|---|---|
| [H⁺] | 10−4,5 | 3,16 × 10⁻⁵ mol/L |
| pOH | 14 − 4,5 | 9,5 |
| [OH⁻] | 10−9,5 | 3,16 × 10⁻¹⁰ mol/L |
Acide fort à 0,001 mol/L : [H⁺] = 10⁻³ donc pH = 3,00. À 10⁻⁸ mol/L, l’autoprotolyse de l’eau compte : pH ≈ 6,98 et non 8.
Méthode, hypothèses et limites
- Définition : pH = −log₁₀[H⁺] (activité assimilée à la concentration, solutions diluées). pH + pOH = pKw.
- pKw : 14,00 à 25 °C ; la valeur varie avec la température (14,94 à 0 °C, 13,26 à 50 °C), donc le pH « neutre » n’est pas toujours 7.
- Acide ou base fort(e) : dissociation totale, avec l’équilibre de l’eau : [H⁺] = (C + √(C² + 4Kw)) / 2. Valable pour un monoacide ou une monobase.
- Limites : pas d’acide faible ni de tampon (voir la section tampon de votre cours), pas de coefficients d’activité, donc imprécis au-delà de ~0,1 mol/L. Les repères de l’échelle sont des valeurs usuelles indicatives, variables selon la composition.
Sources : définition du pH (IUPAC Gold Book) ; produit ionique de l’eau, IAPWS.
Questions fréquentes
Pourquoi le pH de l’eau neutre n’est-il pas toujours 7 ?
Parce que le produit ionique de l’eau dépend de la température. À 50 °C, l’eau pure est neutre à pH 6,63 environ.
Un pH de 3 est-il deux fois plus acide qu’un pH de 6 ?
Non : trois unités d’écart signifient 1 000 fois plus d’ions H⁺, l’échelle étant logarithmique.
Pourquoi un acide à 10⁻⁸ mol/L n’a-t-il pas un pH de 8 ?
L’eau libère elle-même des ions H⁺ (10⁻⁷ mol/L à 25 °C). Aucun acide, si dilué soit-il, ne rend la solution basique.
Cet outil convient-il aux acides faibles ou aux tampons ?
Non, il traite les acides et bases forts. Un acide faible dépend de sa constante d’acidité, absente ici.
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