Chimie: Les solutions acides et basiques

Lorsqu'on manipule des produits potentiellement dangereux, comme les acides, il faut prendre des précautions:
utiliser des gants, des lunettes de protection et une blouse.

1. Le pH des solutions aqueuses

Le pH est un nombre qui indique si une solution est acide ou basique et avec quel degré . Ce degré peut être faible ou fort.

Le pH est une grandeur chimique sans unité.

De nombreux aliments et boissons sont acides à des degrés variables: les agrumes, le vinaigre, la tomate, etc. L'acidité est une notion qui nous est bien familière.

A l'opposé des solutions acides, il existe des solutions basiques. Les aliments et boissons ne sont presque jamais basiques. On trouve plutôt des solutions basiques parmi les produits d'entretien comme l'eau de javel ou les détergents.

2. Comment mesure-t-on le pH

On mesure le pH d'une solution de deux manières:

2.1. papier pH

Le pH peut être évalué en utilisant du papier pH:

Il s'agit de bandelettes imbibées de produits chimiques qui prennent des couleurs différentes selon un pH.

Il suffit alors de déposer une goutte de solution sur une bandelette et d'observer sa couleur.

En comparant cette couleur à un index on en déduit la valeur du pH.

Il s'agit d'une méthode qui ne donne qu'une valeur approximative et ne permet de déterminer le pH qu'à l'unité près.

2.2. pH-mètre

Le pH d'une solution être mesuré en utilisant un appareil appelé pH-mètre.

Un pH-mètre comprend une sonde constituée de deux électrodes. Après avoir plongé cette sonde dans une solution, le pH-mètre affiche la valeur du pH.

Le pH-mètre permet une mesure rapide et précise du pH, en général au dixième près.

3. pH des solutions acides et basiques

• Si le pH est compris entre 0 et 7 la solution est acide.
Plus le pH faible, donc proche de 0, et plus la solution est acide.
• Si le pH est compris entre 7 et 14 la solution est basique.
Plus le pH est élevé, donc proche de 14 et plus la solution est basique.
• Si le pH est égale à 7 alors la solution n'est ni acide ni basique, on dit qu'elle est neutre.

4. Les ions présents dans les solutions acides et basiques

Toute les solutions aqueuses, y compris l'eau supposée pure, contiennent des ions hydroxyde de formule OH^- et des ions hydrogène de formule H⁺.

Ces ions sont produits naturellement par une transformation chimique permanent qui a lieu entre les molécules d'eau.

Lorsqu'une solution est neutre il y a autant de d'ions hydroxyde que d'ion hydrogène.

Les ions hydrogène sont responsables de l'acidité d'une solution: lorsqu'ils sont plus nombreux que les ions hydroxyde la solution est acide.

Inversement, les ions hydroxyde sont responsables du caractère basique (basicité) d'une solution: lorsqu'ils sont plus nombreux que les ions hydroxyde la solution est basique.

La présence d'ions hydroxyde et d'ions hydrogène dans l'eau pure explique pourquoi celle-ci n'est jamais complètement isolante.

5. Dilution d'une solution acide ou basique

Une dilution consiste tout simplement à ajouter de l'eau dans une solution aqueuse.

Elle fait donc augmenter la proportion de solvant par rapport à celle des solutés.

5.1. Effets d'une dilution sur le pH

Si l'on dilue une solution acide:
- La solution devient moins acide.
- Son pH augmente et se rapproche de 7.

Si l'on dilue une solution basique:
- La solution devient moins basique.
- Son pH diminue et se rapproche de 7

D'une manière générale, que l'on dilue une solution acide ou basique, le pH se rapproche de 7 lors d'une dilution.

Remarque: La dilution d'une solution acide fait augmenter son pH mais celui ci ne peut devenir supérieur à 7 car l'eau ajoutée n'est pas basique.

Inversement la dilution d'une solution basique fait diminuer son pH mais celui ci ne peut devenir inférieur à 7 car l'eau ajoutée n'est pas acide.

5.2. Précaution à prendre lors d'une dilution

Lorsqu'on mélange une solution acide ou basique à l'eau, il est préférable d'ajouter la solution dans l'eau et non le contraire car l'eau au contact d'une grande quantité d'acide peut provoquer un échauffement plus ou moins violent qui peut projeter des gouttelettes d'acide.

Cette mesure de précaution concerne surtout des solutions très acides. Il s'agit d'acides forts ou d'acides concentrés.