La dilution est une technique de laboratoire courante que la plupart des étudiants en sciences rencontrent lorsqu'ils souhaitent obtenir une concentration spécifique d'une solution. Mais c'est aussi ce que vous faites lorsque vous ajoutez de l'eau à vos aliments et boissons à la maison pour les rendre plus à votre goût. La dilution affecte de nombreuses propriétés d'une solution, y compris son niveau de pH.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La dilution rend une solution acide plus alcaline et une solution alcaline plus acide. Pour déterminer l'effet de la dilution sur le pH, vous déterminez la concentration d'ions hydrogène et la convertissez en pH à l'aide d'une formule de travail simple.
Signification de dilution
Pour diluer une solution aqueuse, il suffit d'y ajouter de l'eau. Ceci augmente la proportion du solvant ou du matériau liquide à diluer par rapport à celle du soluté ou du composant dissous dans le solvant. Par exemple, si vous diluez de l'eau salée, la solution contiendra la même quantité de sel, mais la quantité d'eau augmentera.
Signification de pH
L'échelle de pH mesure le degré d'acidité ou d'alcalinité d'une substance. Il va de 0 à 14, avec un pH de 7 étant neutre, un pH inférieur à 7 étant acide et un pH supérieur à 7 étant alcalin. L'échelle est logarithmique, ce qui signifie que chaque valeur de pH entière inférieure à 7 est dix fois plus acide que la valeur immédiatement supérieure. Par exemple, pH 3 est dix fois plus acide que pH 4 et 100 fois plus acide que pH 5.
Il en est de même pour les valeurs de pH supérieures à 7. Chaque valeur est dix fois plus alcaline que la valeur entière inférieure suivante. Par exemple, pH 9 est dix fois plus alcalin que pH 8 et 100 fois plus alcalin que pH 7. L'eau pure ou distillée a un pH de 7, mais lorsque vous ajoutez des produits chimiques à l'eau, la solution peut devenir acide ou alcaline. Le niveau de pH d'une solution est une mesure de sa concentration en ions hydrogène. Les solutions à forte concentration d'ions hydrogène ont un pH faible et les solutions à faible concentration d'ions H+ ont un pH élevé.
Diluer un acide
Les substances acides comprennent le café noir, l'acide de batterie et le jus de citron. La dilution d'un acide diminue la concentration en ions H+(aq), ce qui augmente le pH de la solution vers 7, la rendant moins acide. Cependant, le niveau de pH d'une solution acide ne peut pas dépasser 7, car l'eau que vous ajoutez pour la diluer n'est pas alcaline.
Diluer un alcali
Les substances alcalines comprennent l'ammoniac, la poudre à pâte et l'eau de Javel. La dilution d'un alcali diminue la concentration en ions OH-(aq), ce qui diminue le pH de la solution vers 7, la rendant moins alcaline. Cependant, le niveau de pH d'une solution alcaline ne peut pas descendre en dessous de 7, car l'eau que vous ajoutez pour la diluer n'est pas acide.
Calculer l'effet de la dilution sur le pH
Le niveau de pH d'une solution est une mesure de sa concentration en ions hydrogène. Les solutions à forte concentration d'ions hydrogène ont un pH faible et les solutions à faible concentration d'ions H+ ont un pH élevé. Une définition de travail simple du pH est pH = - log[H+], où [H+] est la molarité de l'ion hydrogène. Un logarithme d'un nombre est simplement l'exposant lorsque vous écrivez ce nombre sous la forme d'une puissance de dix. La définition du pH résolu pour la molarité des ions hydrogène est alors [H+] = 10-pH. Par exemple, la molarité des ions hydrogène dans une solution à pH 6 est de 10-6 M. Utilisez ce calcul pour estimer la concentration en ions hydrogène avant dilution.
Après dilution, mesurer le nouveau volume de la solution. Par exemple, si vous diluez la solution à quatre fois son volume d'origine, la concentration sera réduite à un quart. Si le volume d'origine est V1 et que le volume total après dilution est V4, la concentration finale sera V1/V4 fois la concentration d'origine. Vous pouvez ensuite reconvertir la concentration en ions hydrogène en pH en utilisant pH = - log[H+].