Calculatrice de pH
pH = -log[H₃O⁺] — Acide fort, faible, base forte, faible
Rappel : definition du pH
Le pH (potentiel hydrogene) est une grandeur sans unite qui mesure l'acidite ou la basicite d'une solution aqueuse. Il est defini par :
ou [H₃O⁺] est la concentration en ions oxonium en mol/L.
Cas 1 : pH d'un acide fort
Un acide fort est totalement dissocie dans l'eau. La concentration en H₃O⁺ est egale a la concentration initiale c de l'acide.
HCl a 0,01 mol/L : pH = -log(0,01) = 2,0
HNO₃ a 0,001 mol/L : pH = -log(0,001) = 3,0
Cas 2 : pH d'un acide faible
Un acide faible n'est que partiellement dissocie. Le calcul necessite la constante d'acidite Ka.
Exemple : Acide acetique CH₃COOH a c = 0,1 mol/L, pKa = 4,75
pH = ½(4,75 - log(0,1)) = ½(4,75 + 1) = ½ × 5,75 = 2,88
Cas 3 : pH d'une base forte
Une base forte reagit totalement avec l'eau. [HO⁻] = c, puis on utilise le produit ionique de l'eau.
NaOH a 0,01 mol/L : pH = 14 + log(0,01) = 14 - 2 = 12,0
KOH a 0,1 mol/L : pH = 14 + log(0,1) = 14 - 1 = 13,0
Cas 4 : pH d'une base faible
La base faible reagit partiellement avec l'eau. On utilise la constante Kb = Ke/Ka.
Exemple : Ammoniac NH₃ a 0,1 mol/L, pKa(NH₄⁺/NH₃) = 9,25
pH = 7 + ½(9,25) + ½ log(0,1) = 7 + 4,625 - 0,5 = 11,13
Tableau recapitulatif
| Type | Formule pH | Exemple |
|---|---|---|
| Acide fort | -log(c) | HCl, HNO₃ |
| Acide faible | ½(pKa - log c) | CH₃COOH |
| Base forte | 14 + log(c) | NaOH, KOH |
| Base faible | 7 + ½pKa + ½log c | NH₃ |
Ce qu'il faut retenir
- 1. pH = -log([H₃O⁺]) est la definition fondamentale.
- 2. Acide fort : pH = -log(c), dissociation totale.
- 3. Acide faible : pH = ½(pKa - log c), dissociation partielle.
- 4. Base forte : pH = 14 + log(c).
- 5. Base faible : pH = 7 + ½pKa + ½log c.
