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Sommaire
Notion de pH
Concentration d’une solution
Une concentration indique la manière dont la solution a été préparée et non pas ce qu’elle contient.
Exemple :
chlorure de sodium (NaCl)
CS = 10-1 mol/L avec CS = concentration satine
C = 0.1 mol/L = 10-1 mol/L : c’est une concentration décimolaire
C = 0.01 mol/L = 10-2 mol/L : c’est une concentration centimolaire
Concentration en une espèce A
C’est le nombre de moles de A par litre de solution.
Définition du pH d’une solution
Pour caractériser l’acidité d’une solution, on s’intéresse à sa concentration molaire volumique en ion oxonium ou hydronium H3O+
La concentration s’exprime en fonction du pH.
Quelques propriétés sur les opérations avec des logarithmes :
- log(a.b) = log a + log b
- log(a/b) = log a - log b
- log(an) = n.log a
Donc pH = log 1 – log [H3O+] = - log [H3O+] car log 1 = 0
Si [H3O+] diminue alors le pH augmente.
Si [H3O+] augmente alors le pH diminue.
Une variation de [H3O+] de 10 fait varier le pH de 1.
Une solution neutre possède un pH de 7.
Une solution basique possède un pH supérieur à 7.
Une solution acide possède un pH inférieur à 7.
Mesure du pH
Avec un pH mètre
Un pH mètre est en fait un voltmètre c'est-à-dire un appareil qui mesure une différence de potentielle.
Conseil en TP : L’électrode de verre coûte 150 euros alors ne la casser pas !!
Plus sérieusement,
L’électrode de verre est une fonction affine : Uverre = a + b.pH
L’électrode de référence est une constante : Uref= cte
Le pH n’est en fait que le calcule de Uref - Uverre
La précision des mesures est mauvaise :
- Qualité de la sonde : erreur de 0.05 upH (unité pH)
- Erreurs dues au tarage ou standardisation ou étalonnage
Principe :
- On plonge la sonde dans la solution neutre puis on appuis sur tarage
- On plonge ensuite dans une solution de pH = 4 net on tourne la "vis" pour ajuster le pH
- Ne pas oublier de régler la température
- Ne pas oublier de sécher l’électrode
Le pH = 7 et pH = 4 sont connus à 0.1 upH près. Toutes ses imprécisions se répercutent et on commet au final une erreur de 23%.
Avec un indicateur coloré
C’est une substance organique qui présente deux teintes de couleur : une teinte dite acide et une autre dite basique. L’indicateur coloré évolue sur deux unités pH. Sur cette plage, l’indicateur coloré est à sa teinte sensible, c’est la zone de virage.
Limite de validité de la relation [H3O+] = 10-pH
Le pH est compris entre 0 et 14 mais la relation n’est pas valable en milieu trop concentré donc :
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