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pH et équilibre chimique

Sommaire
jouerIntroduction
jouerLe pH
jouerLes équilibres chimiques

Toute solution aqueuse contient des ions oxonium H3O+(aq)H_3O^+(aq).

La valeur de la concentration molaire [H3O+][H_3O^+] peut varier entre quelques mol.L1mol.L^{-1} et 101410^{-14} mol.L1mol.L^{-1}.

En 1909, le chimiste danois S. SORENSEN proposa une grandeur plus facile à manipuler, le pH.

Définition

Pour une solution aqueuse diluée, [H3O+]0,05[H_3O^+] ≤ 0,05 mol.L1mol.L^{-1}, le pH est défini par :

pH=log[H3O+]pH = -log[H_3O^+]

Le pH est une grandeur sans unité, ici [H3O+][H_3O^+] est exprimé en mol.L1mol.L^{-1}.

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Inversement, à partir du pHpH, on peut retrouver la concentration molaire en [H3O+][H_3O^+] :

[H3O+]=10pH[H_3O^+] = 10^{-pH}
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Mathématiquement, le pH augmente d’une unité lorsque la concentration est divisée par 10.

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Le pH augmente lorsque la concentration en H3O+H_3O^+ diminue.

Le pH diminue lorsque la concentration en H3O+H_3O^+ augmente.

Variation du pH en fonction de la concentration en ions $H_3O^+$.

Variation du pH en fonction de la concentration en ions H3O+H_3O^+.

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Le pH d’une solution aqueuse est mesuré avec un pH-mètre.

Pour indiquer une valeur fiable du pHpH d’une solution, un pHpH-mètre doit être préalablement étalonné avec des solutions étalons de pHpH connu.

La précision de la mesure du pHpH dépend de nombreux facteurs.

Toute concentration [H3O+][H_3O^+] déduite d’une mesure de pHpH doit être exprimée avec, au plus, deux chiffres significatifs.

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Un système chimique peut évoluer dans les deux sens.

L’état final est alors un état d’équilibre entre les différentes espèces chimiques.

Pour traduire cet équilibre, on utilise la double flèche au lieu de la simple flèche.

Un système atteint un état d’équilibre lorsque, dans l’état final, les réactifs et les produits sont simultanément présents.

L’équation de la réaction s’écrit alors avec une double flèche qui traduit que les deux réactions, inverses l’une de l’autre, peuvent se produire simultanément dans le système.

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