L'acidité d'une substance a une définition scientifique stricte. Les gens ont tendance à avoir des images de métaux en train de se dissoudre et de trous qui brûlent à travers les objets lorsqu'ils pensent aux acides et aux substances non acides, ou aux bases. La vérité est que le degré de destruction d'une substance n'est pas le facteur que les chimistes prennent en compte pour déterminer l'acidité (ou son absence) de quelque chose.
Définition et détection d'un acide
Il existe trois définitions différentes que les chimistes utilisent pour définir un acide et une base.
La définition d'Arrhenius: Les acides sont des substances qui, lorsqu'elles sont dissoutes dans l'eau, augmentent la concentration des ions H+ (c'est-à-dire des ions hydrogène positifs, ou protons). Les bases sont des substances qui, lorsqu'elles sont dissoutes dans l'eau, augmentent la concentration d'ions OH- (également appelés ions hydroxyde).
La définition de Bronstead-Lowry: Un acide est une substance qui peut transférer un proton (H) à une autre substance. Une base est une substance qui peut accepter un proton (H).
La définition de Lewis: Un acide est défini comme un accepteur de paires d'électrons et une base comme un donneur de paires d'électrons.
En pratique, la plupart des chimistes (à moins que vous ne soyez un chimiste organique) pensent aux acides et aux bases en fonction des deux premières définitions.
Bien que ces définitions puissent sembler très techniques, un moyen infaillible de comprendre les acides dans la cuisine, par exemple, consiste à effectuer une réaction simple avec du bicarbonate de soude. Si vous avez un liquide et que vous voulez savoir s'il est acide, un moyen simple de le savoir est d'y ajouter un peu de bicarbonate de soude. Le bicarbonate de soude réagit avec les acides pour produire des bulles.
Vous connaissez peut-être la construction d'un volcan de cuisine maison. Vous mélangez du vinaigre (un acide) avec du bicarbonate de soude. Il mousse lorsque le bicarbonate de soude réagit avec l'acide. C'est essentiellement ce que vous pouvez faire pour tester si une solution est acide ou non. S'il n'y a pas d'acide présent, la solution ne bouillonnera pas lorsque vous ajouterez le bicarbonate de soude.
Forces relatives des acides
Certains acides sont plus forts que d'autres. Nous connaissons très bien ce concept lorsque nous prenons un verre de soda et le laissons sur nos langues. La sensation de brûlure provient de l'acide contenu dans le soda. Nous n'avons pas cette sensation lorsque nous avons de l'eau pure dans la bouche. La différence est la force de l'acide. Bien sûr, il faut faire preuve de prudence avant de mettre quelque chose dans votre bouche.
Scientifiquement parlant, un acide fort serait un acide qui transfère complètement ses protons (atomes H+) à l'eau, ne laissant aucune molécule non dissociée en solution. Un acide faible serait un acide qui ne se dissocie que partiellement en solution aqueuse et existe dans la solution sous la forme d'un mélange de molécules d'acide et d'ions composants. Une substance dont l'acidité est négligeable est une substance qui contient de l'hydrogène mais ne présente aucun comportement acide dans l'eau (c'est-à-dire que l'hydrogène ne se dissocie pas ou ne se détache pas de la molécule).
L'échelle de pH
L'utilisation de l'échelle de pH est un moyen pratique de déterminer quantitativement à quel point quelque chose est acide. Si le pH d'une solution est inférieur à 7, elle est acide. Si le pH est de 7, la solution est neutre et si le pH est supérieur à 7, la solution est basique. Cette échelle indique la quantité réelle d'ions H+ (acidité) flottant dans la solution, ce qui est directement lié à la définition d'un acide.
Détection du pH d'une solution
Il existe différentes manières de mesurer le pH d'une solution. La méthode la plus connue est l'utilisation de papier de tournesol. Le papier tournesol est enduit d'un produit chimique qui réagit avec les acides pour changer la couleur du papier. Vous pouvez ensuite comparer le papier avec un nuancier standard pour trouver la valeur du pH. Il est également courant d'utiliser des indicateurs de solution pour connaître la concentration d'acide dans une solution. Cela fonctionne de la même manière que le papier de tournesol mais est plutôt ajouté à la solution et la couleur de la solution entière change en une couleur indicative de la valeur du pH. Dans le laboratoire de chimie, les scientifiques effectuent des expériences de titrage pour déterminer la valeur du pH. Une quantité particulière de compétences techniques est nécessaire pour utiliser cette méthode. La méthode la plus courante et la plus précise consiste à utiliser un pH-mètre. Le compteur électronique contient une sonde qui est immergée dans le liquide et un courant électrique est mesuré qui peut être directement lié à la valeur du pH. La valeur est ensuite dictée à l'utilisateur sur l'écran du compteur. Ces pH-mètres ont gagné en fiabilité et en convivialité au fil des ans et sont la solution standard. La plupart de ces équipements ne se trouvent pas dans la cuisine domestique. On peut commander des bandelettes de test de pH (papiers de tournesol) dans un magasin de cuisine si nécessaire.
Exemples de la valeur du pH de diverses substances
Ces valeurs sont approximatives, mais peuvent vous donner une idée de l'endroit où les substances se situent sur l'échelle de pH. Eau de Javel: 12,5 Lait de magnésie: 10 Bicarbonate de soude: 8 Eau pure: 7 Café noir: 5 Vin: 3,5 Cola, vinaigre: 2,9 Suc gastrique: 1,2
Les nombres supérieurs à 7 sont basiques et les nombres inférieurs à 7 sont acides.