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Echelle de pH
Définition du pH :
Le pH d’une solution est défini comme l’opposé en signe du logarithme décimal de l’ activité des ions H3O+ présents dans la solution : pH = - log aH3O+.
Rappelons qu’en première approximation (pour des solutions diluées) l’activité d’une espèce en solution peut être assimilée au rapport de sa concentration sur la concentration de référence c° = 1 mol.L-1 : aH3O+ = [H3O+] / c° ou encore, aH3O+ = valeur de la concentration en ions H3O+ exprimée en mol.L-1 , l’activité n’ayant pas de dimension (contrairement à la concentration ).
Acidité d'une solution :
On a vu que dans l'eau pure à 25°C, aH3O+ = 10-7 et donc le pH de l’eau pure à 25°C est 7. L'ajout d'un acide A à une solution provoque la réaction A + H2O Û B + H3O+. Que l'acide soit fort ou faible, la concentration de la base [B] étant a priori initialement nulle, l'équilibre va se déplacer vers la droite et donc apporter à la solution des ions hydronium H3O+.
L'état d’équilibre du à la réaction d'autoprotolyse de l'eau : 2 H2O Û H3O+ + OH- étant toujours atteint, si la concentration des ions H3O+ augmente, celle des ions OH- diminue de sorte que la relation Ke » [H3O+] [OH-] soit toujours vérifiée. La solution contenant alors plus d’ions H3O+ que d’ions OH- , on dira que c’est une solution acide.
A 25°C, une solution acide aura donc un pH inférieur 7 ([H3O+]
> 10-7 mol.L-1) et une solution basique un pH supérieur
à 7 ([H3O+] < 10-7 mol.L-1).
Pour
des concentrations habituelles d'acides ou de bases, le pH peut varier de valeurs
légèrement négatives à des valeurs légèrement
supérieures à 14 .
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