L'eau a de nombreuses propriétés utiles et intéressantes, et certaines d'entre elles sont évidentes en un coup d'œil. Il est clair que le monde est composé de beaucoup d'eau, mais presque aucune eau que vous voyez n'est "juste" de l'eau. Certaines eaux, comme l'eau du robinet, ont une apparence cristalline et ne contiennent qu'une petite quantité d'impuretés, tandis que la plupart des eaux des étangs et des océans contiennent de la matière visible dissoute ou en suspension.
Une autre propriété intéressante de l'eau est qu'en termes de pH, un terme populaire dans les publicités de shampoing ainsi que sur tests de chimie, il se situe en plein milieu de l'échelle: ce n'est ni un acide ni une base et parfaitement neutre. Continuez votre lecture pour découvrir ce que cela signifie en termes de mathématiques de la formule du pH et des définitions des acides et des bases en chimie.
Que sont les acides et les bases ?
Le terme pH est associé à acidité. Acides sont des composés capables de donner un proton, ou ion hydrogène (H+), en solution aqueuse, laissant derrière eux un anion (ion chargé négativement) appelé base conjuguée et générant un hydronium (H
3O+) dans l'eau. Acides forts tels que HCl donnent leurs protons même lorsqu'une solution est déjà relativement riche en protons. Les acides faibles donnent le leur dans des solutions plus proches d'un pH neutre, une valeur de 7,0.Socles sont des composés qui peuvent accepter des protons, ou de manière équivalente dans des solutions aqueuses, donner un groupe hydroxyle (-OH). Une base solide tels que NaOH peuvent le faire même en présence d'une forte concentration d'ions hydroxyle (ou d'une faible concentration d'ions H+). Les bases faibles, comme les acides faibles, ont tendance à ne pas s'ioniser tant que le pH n'est pas proche de la neutralité.
Quelle est la signification du pH?
Alors que le pH fait référence à une mesure de l'acidité (ou de l'alcalinité, également appelée basicité), il signifie en fait pouvoir hydrogénème, ou "puissance de l'hydrogène" en français. Dans les domaines de la chimie, le petit "p" est un opérateur qui signifie "prendre le logarithme négatif de".
Mis à part les mathématiques, il s'agit d'une échelle qui compresse la très large gamme de concentrations d'hydronium et d'hydroxyde observées dans l'eau en une échelle allant de 0 à 14 à des fins pratiques.
Une solution avec un pH de 1,0 est fortement acide et a un [H+] concentration 10 fois plus élevée qu'une solution avec un pH de 2,0, 100 fois plus élevée qu'une solution avec un pH de 3,0 et 1 000 fois plus élevé qu'une solution avec un pH de 4,0. Cela est dû aux qualités des logarithmes, comme vous le verrez dans quelques exemples.
Qu'est-ce que l'équation basique du pH ?
La formule du pH prend le plus souvent la forme pH = –log[H+], où [H+] est la concentration en moles par litre (mol/L ou M). Une formule équivalente existe pour la concentration des ions hydroxyde :
pOH = –[OH–]
Exemple: Quel est le pH d'une solution avec un [H+] de 2,8 × 10–3 M?
pH = –log[2,8 × 10–3] = 2.55
L'eau elle-même est-elle un acide ou une base ?
L'eau a un pH de 7,0; pour chaque ion H+ qui "se libère", un OH– ion existe pour l'équilibrer. L'eau est ainsi amphotère, ou capable d'agir à la fois comme un acide et une base (tout en n'étant pas particulièrement « bon » pour l'un ou l'autre).
le auto-ionisation de l'eau est représenté par l'expression Kw= [H3O+][OH−] = 1.0 × 10−14, où Kw est la constante de l'eau. Parce que pKw= –log[Kw] et Kw est la constante 1,0 × 10−14, paquetw = 14, qui détermine l'échelle de pH étrangement numérotée.
Plus généralement, Kw est représenté par la constante de dissociation pour les acides Kune, qui varie d'une espèce à l'autre.
Calculer le pH: calculatrice ou outil en ligne
Vous n'avez pas à faire de problèmes de pH ou de pKune problèmes impliquant de l'eau dans la tête; vous pouvez utiliser la fonction de journal d'une calculatrice standard ou visiter une page comme celle des ressources qui permet vous pour entrer différentes valeurs de pH pour une variété d'acides différents dans différentes concentrations dans solution.