Les acides sont profondément impliqués dans d'innombrables processus biologiques, géologiques et technologiques. Les bactéries produisent de l'acide lactique qui préserve les aliments, les acides du sol libèrent les nutriments des engrais à base de roche et les acides contenus dans les batteries entraînent des réactions qui génèrent de l'énergie électrique. L'acide chlorhydrique, souvent abrégé en HCl, est un exemple courant d'acide fort, et des valeurs de pH spécifiques peuvent être atteintes grâce à des mélanges d'acide chlorhydrique et d'eau.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
L'ajout d'acide chlorhydrique à l'eau abaisse le pH de l'eau à une valeur inférieure à 7,0 et donne une solution acide.
Mesurer l'acidité
L'échelle de pH, qui va généralement de 0 à 14, mesure la concentration d'ions hydrogène dans une substance. Les acides ont des valeurs de pH inférieures à 7, les bases ont des valeurs de pH supérieures à 7 et une valeur de pH de 7,0 est le point neutre. L'échelle de pH est négative et logarithmique, ce qui signifie qu'une augmentation d'un facteur dix de la concentration en ions hydrogène correspond à une diminution d'une unité sur l'échelle de pH. L'ajout d'une substance acide à l'eau diminue le pH global de la solution.
Molécules brisées, ions libres
Lorsqu'un acide est ajouté à l'eau, les molécules de l'acide se séparent en ions individuels dans un processus connu sous le nom de dissociation. Une molécule d'acide chlorhydrique, par exemple, est composée d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore. Lorsque ces molécules se dissolvent dans l'eau, elles se séparent en un ion hydrogène chargé positivement et un ion chlore chargé négativement. Cela conduit à une concentration accrue d'ions hydrogène et donc à un pH plus faible. L'acide chlorhydrique est classé comme un acide "fort", ce qui signifie que pratiquement toutes les molécules se dissocient. De nombreux autres acides, tels que l'acide acétique, communément appelé vinaigre, sont classés comme acides « faibles ». Seules certaines molécules d'acides faibles se dissocient lorsqu'elles sont ajoutées à l'eau.
Un acide extrême
L'acide chlorhydrique pur a un pH théorique de zéro - en d'autres termes, il est extrêmement acide. Dans des situations pratiques, cependant, l'acide chlorhydrique n'existe que sous forme de substance diluée. Par conséquent, le pH effectif de l'acide chlorhydrique dépend du degré de dilution. Parce que le pH de l'acide chlorhydrique est si bas, de grands changements de pH se produisent même lorsque de petites quantités sont ajoutées à une solution neutre telle que l'eau. Un exemple d'acide chlorhydrique dilué est l'acide gastrique humain, qui a un pH d'environ 3.
Prédire le pH
Le degré de changement de pH qui se produit lorsque des acides forts tels que l'acide chlorhydrique sont ajoutés à l'eau correspond directement au facteur de dilution, car toutes les molécules acides libèrent un hydrogène ion. Étant donné que l'échelle de pH suit une relation logarithmique, une dilution au facteur dix correspond à un changement de pH d'une unité. Par exemple, 1 millilitre d'acide chlorhydrique ajouté à 10 millilitres d'eau au pH neutre entraîne une diminution de la concentration en ions hydrogène d'un facteur dix. Ainsi, le pH de la solution finale sera supérieur d'une unité au pH de l'acide chlorhydrique d'origine. Si 1 millilitre d'acide chlorhydrique est ajouté à 100 millilitres d'eau, la concentration en ions hydrogène diminue de deux fois dix et le pH augmente de deux unités.