Effets de la Concentration sur le pH

Contexte : Le pH des solutions aqueusesLe potentiel Hydrogène (pH) est une mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution..

En chimie, le pH est une grandeur essentielle pour décrire le caractère acide, neutre ou basique d'une solution. Sa valeur est directement liée à la concentration en ions hydroniumL'ion H₃O⁺, responsable de l'acidité d'une solution.. Cet exercice a pour but de comprendre comment la modification de la concentration d'une solution, par un processus appelé dilutionProcédé qui consiste à ajouter du solvant (généralement de l'eau) à une solution pour en diminuer la concentration., influence son pH.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à calculer un pH et à prédire son évolution lors d'une dilution, une compétence fondamentale pour comprendre les équilibres chimiques en solution.

Objectifs Pédagogiques

Définir le pH et l'échelle de pH.
Comprendre la notion de concentration molaire.
Calculer le pH d'une solution d'acide fort ou de base forte.
Expliquer l'effet de la dilution sur le pH d'une solution acide et basique.

Données de l'étude

On dispose de deux solutions initiales :

Une solution S₁ d'acide chlorhydrique (HCl).
Une solution S₂ d'hydroxyde de sodium (NaOH).

Solution	Espèce Chimique	Symbole	Concentration Initiale
S₁	Acide Chlorhydrique (HCl)	C₁	0.1 mol/L
S₂	Hydroxyde de Sodium (NaOH)	C₂	0.1 mol/L

On rappelle que l'acide chlorhydrique est un acide fort et l'hydroxyde de sodium est une base forte.

Échelle de pH

Questions à traiter

Calculer le pH de la solution S₁ d'acide chlorhydrique.
On dilue 10 fois la solution S₁. Décrire le protocole expérimental pour réaliser cette dilution si l'on souhaite obtenir 100 mL de solution fille.
Quelle est la nouvelle concentration de la solution S₁ après dilution ? Calculer son nouveau pH.
Calculer le pH de la solution S₂ d'hydroxyde de sodium. Que devient son pH si on la dilue 10 fois ?
Quelle conclusion générale peut-on tirer sur l'effet de la dilution sur le pH d'une solution acide et d'une solution basique ?

Les bases sur le pH et la Dilution

Pour résoudre cet exercice, il est nécessaire de maîtriser deux concepts clés : le calcul du pH et le principe de la dilution.

1. Calcul du pH
Le pH est défini par la relation mathématique ci-dessous. Pour un acide fort, la concentration en ions hydronium [H₃O⁺] est égale à la concentration de l'acide. Pour une base forte, on calcule le pH à partir de la concentration en ions hydroxyde [OH⁻].

\[ \text{pH} = -\log([\text{H}_3\text{O}^+]) \quad \text{et pour les bases fortes :} \quad \text{pH} = 14 + \log([\text{OH}^-]) \]

2. Principe de la Dilution
Lorsqu'on dilue une solution, la quantité de matière de soluté ne change pas. Seul le volume de la solution augmente, ce qui diminue la concentration. La relation entre la solution mère (avant dilution) et la solution fille (après dilution) est :

\[ C_{\text{mère}} \times V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}} \times V_{\text{fille}} \]

Correction : Effet de la Concentration sur le pH

Question 1 : Calculer le pH de la solution S₁

Principe (le concept physique)

Le pH mesure l'acidité d'une solution, qui dépend de la quantité d'ions hydronium (H₃O⁺) présents. Un acide "fort" comme l'acide chlorhydrique (HCl) se sépare (se dissocie) complètement dans l'eau. Chaque molécule de HCl donne un ion H₃O⁺. La concentration en ions H₃O⁺ est donc simplement égale à la concentration de l'acide que l'on a mis au départ.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Acides Forts : Un acide est dit 'fort' lorsqu'il réagit totalement avec l'eau. Pour le HCl, la réaction est : \( \text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^- \). Cette réaction est totale (symbolisée par une simple flèche →). Ainsi, si on introduit une concentration C en HCl, on obtient une concentration [H₃O⁺] = C.
Échelle de pH : C'est une échelle logarithmique. Cela signifie qu'un changement de 1 unité de pH correspond à une variation de la concentration en H₃O⁺ d'un facteur 10.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Avant tout calcul de pH, le premier réflexe doit être de se demander : "l'espèce chimique est-elle un acide ou une base ? Est-elle forte ou faible ?". La réponse à cette question conditionne toute la méthode de calcul. Ici, l'énoncé précise "acide fort", ce qui simplifie grandement le problème.

Normes (la référence réglementaire)

En chimie, il n'y a pas de "norme" au sens d'un règlement de construction. Cependant, la définition du pH via la relation \( \text{pH} = -\log([\text{H}_3\text{O}^+]) \) et la classification des acides forts sont des conventions universellement établies et enseignées, basées sur des décennies de travaux scientifiques validés par l'Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée (UICPA).

Formule(s) (l'outil mathématique)

L'outil principal est la définition mathématique du pH.

\text{pH} = -\log([\text{H}_3\text{O}^+])

Et comme l'acide est fort, on a la relation directe :

[\text{H}_3\text{O}^+] = C_{\text{acide}}

Hypothèses (le cadre du calcul)

Pour que nos calculs soient valides à ce niveau d'étude, nous posons deux hypothèses simplificatrices :

L'activité des ions est égale à leur concentration molaire. C'est une très bonne approximation pour les solutions qui ne sont pas trop concentrées.
La température de la solution est de 25°C, température à laquelle l'échelle de pH de 0 à 14 est définie.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Concentration en HCl	C₁	0.1	mol/L

Astuces (Pour aller plus vite)

Pour les concentrations qui sont des puissances de 10 simples (0.1, 0.01, 0.001...), le calcul du pH devient un jeu d'enfant. Une concentration en acide fort de \(10^{-x}\) mol/L donne directement un pH égal à \(x\). Ici, 0.1 mol/L = \(10^{-1}\) mol/L, donc on peut deviner que le pH sera de 1.

Schéma (Avant les calculs)

Dissociation de l'acide chlorhydrique

Calcul(s) (l'application numérique)

On applique la formule du pH en utilisant la concentration de l'acide fort. On utilise la propriété des logarithmes : \( \log(10^a) = a \).

Calcul du pH de la solution S₁

\begin{aligned} \text{pH} &= -\log(C_1) \\ &= -\log(0.1) \\ &= -\log(10^{-1}) \\ &= -(-1) \\ &= 1 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Position du pH=1 sur l'échelle

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Un pH de 1 est une valeur très faible, ce qui indique une solution fortement acide. Ce résultat est tout à fait cohérent avec une solution d'acide fort à une concentration non négligeable de 0.1 mol/L.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur la plus fréquente est d'oublier le signe "moins" dans la formule du pH. Si vous trouvez un pH négatif, c'est probablement ce que vous avez fait ! Une autre erreur est de mal utiliser la fonction "log" sur la calculatrice.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Synthèse de la Question 1 :

Concept Clé : Un acide fort se dissocie totalement dans l'eau.
Formule Essentielle : \( \text{pH} = -\log(C_{\text{acide}}) \).
Point de Vigilance Majeur : Ne pas appliquer cette formule simple si l'acide est faible !

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Le concept de pH a été introduit en 1909 par le chimiste danois Søren Peder Lauritz Sørensen, qui travaillait dans le laboratoire de la brasserie Carlsberg ! Il avait besoin d'une méthode simple pour contrôler la qualité du brassage de la bière, qui est très sensible à l'acidité.

FAQ (pour lever les doutes)

Voici quelques questions fréquentes sur ce sujet.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Le pH de la solution S₁ est de 1.

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

La meilleure façon d'apprendre, c'est de pratiquer ! Calculez le pH d'une solution d'acide nitrique (un autre acide fort) de concentration 0.001 mol/L.

Question 2 : Protocole de dilution

Principe

Diluer 10 fois signifie que la concentration de la solution finale (fille) sera 10 fois plus faible que celle de la solution initiale (mère). Pour cela, le volume final doit être 10 fois plus grand que le volume prélevé. Pour obtenir 100 mL de solution fille, il faut donc prélever 100 / 10 = 10 mL de solution mère.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Verrerie de précision : Pour réaliser une dilution précise, on utilise de la verrerie jaugée. La pipette jaugée est conçue pour prélever un unique volume fixe avec une grande exactitude. La fiole jaugée est conçue pour contenir un unique volume fixe de solution avec une grande exactitude. Utiliser un bécher ou une éprouvette graduée pour ces étapes introduirait une erreur importante.

Schéma du protocole

Protocole de dilution au 1/10ème

Réponse

Le protocole détaillé est le suivant :

Rincer une pipette jaugée de 10 mL avec un peu de solution mère S₁.
À l'aide de la pipette jaugée et d'une propipette, prélever 10,0 mL de la solution mère S₁. S'assurer que le bas du ménisque est aligné avec le trait de jauge de la pipette.
Introduire ce volume dans une fiole jaugée propre de 100 mL.
Ajouter de l'eau distillée jusqu'aux deux tiers de la fiole environ. Boucher et agiter pour un premier mélange.
Ajouter de l'eau distillée à la pissette, puis à la pipette simple pour finir, jusqu'à ce que le bas du ménisque soit aligné avec le trait de jauge de la fiole.
Boucher la fiole et la retourner plusieurs fois pour bien homogénéiser la solution. La solution fille est prête.

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Ce protocole garantit que la quantité de matière d'acide prélevée (n = C₁ × Vprélevé) se retrouve intégralement dans le volume final de la fiole jaugée (100 mL). La précision de l'opération repose entièrement sur la qualité de la verrerie utilisée. Chaque étape est pensée pour minimiser les erreurs de mesure.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

La principale erreur est de mal lire le volume au niveau du ménisque. Pour une pipette ou une fiole, le bas du ménisque (la surface courbe du liquide) doit être exactement sur le trait de jauge. Une autre erreur est d'oublier d'homogénéiser la solution finale en agitant la fiole : la concentration ne serait pas uniforme.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Synthèse de la Question 2 :

Matériel Clé : Pipette jaugée (pour prélever) et fiole jaugée (pour préparer).
Étapes : Prélever, verser, compléter à l'eau distillée, homogénéiser.
Sécurité : On verse toujours l'acide dans l'eau, et non l'inverse. Ici, on met d'abord le prélèvement d'acide, puis on complète avec de l'eau, ce qui est sûr.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Le protocole décrit permet d'obtenir 100 mL d'une solution d'acide chlorhydrique dont la concentration est 10 fois plus faible que celle de la solution S₁.

Question 3 : Nouvelle concentration et nouveau pH de S₁

Principe (le concept physique)

La dilution consiste à ajouter de l'eau (le solvant) à une solution. La quantité de produit acide ne change pas, mais elle est répartie dans un volume plus grand. La concentration diminue donc. Comme le pH dépend de la concentration, il va lui aussi changer. Moins de concentration en acide signifie moins d'acidité, donc un pH qui augmente.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Facteur de Dilution (F) : Le facteur de dilution indique par combien le volume a été multiplié (et donc par combien la concentration a été divisée). Il est défini par \( F = \frac{V_{\text{fille}}}{V_{\text{mère}}} = \frac{C_{\text{mère}}}{C_{\text{fille}}} \). Diluer "10 fois" signifie que F=10.
Lien pH et Dilution : Puisque \( \text{pH} = -\log(C) \), si on divise C par 10, le nouveau pH devient \( \text{pH'} = -\log(\frac{C}{10}) = -\log(C) - \log(\frac{1}{10}) = \text{pH} - (-1) = \text{pH} + 1 \). Diluer un acide fort 10 fois augmente son pH de 1.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Il est crucial de bien distinguer la concentration de la quantité de matière. Lors d'une dilution, c'est la concentration qui change, mais la quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère est conservée dans la solution fille.

Normes (la référence réglementaire)

Le principe de conservation de la matière lors d'une dilution est une loi fondamentale de la chimie, formulée par Lavoisier à la fin du 18ème siècle : "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme". Dans une dilution, la quantité de soluté est simplement conservée.

Formule(s) (l'outil mathématique)

La formule de la dilution est la plus importante ici.

C_{\text{fille}} = \frac{C_{\text{mère}}}{\text{Facteur de Dilution}}

Ensuite, on réutilise la formule du pH avec la nouvelle concentration.

\text{pH}_{\text{fille}} = -\log(C_{\text{fille}})

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la dilution est idéale, c'est-à-dire que les volumes s'additionnent parfaitement, et que la température reste constante à 25°C.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Concentration initiale	C₁	0.1	mol/L
Facteur de dilution	F	10	-

Astuces (Pour aller plus vite)

Comme vu dans le mini-cours, si on vous demande l'effet d'une dilution par 10 sur le pH d'un acide fort, vous pouvez directement répondre "le pH augmente de 1" sans faire tout le calcul. C'est un raccourci très utile à connaître !

Schéma (Avant les calculs)

Représentation de la Dilution

Calcul(s) (l'application numérique)

Étape 1 : Calcul de la nouvelle concentration (C'₁)

\begin{aligned} C'_{\text{1}} &= \frac{C_1}{10} \\ &= \frac{0.1}{10} \\ &= 0.01 \text{ mol/L} \end{aligned}

Étape 2 : Calcul du nouveau pH (pH')

\begin{aligned} \text{pH'} &= -\log(C'_1) \\ &= -\log(0.01) \\ &= -\log(10^{-2}) \\ &= 2 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Évolution du pH de l'acide

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le pH a augmenté, passant de 1 à 2. La solution est toujours acide, mais elle l'est moins qu'auparavant. Le résultat est cohérent avec le principe de la dilution : moins il y a d'acide par litre, moins la solution est agressive et plus son pH se rapproche de la neutralité (pH=7).

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur classique est de se tromper de sens : retenir que la dilution d'un acide fait augmenter son pH, pas diminuer. Pensez "moins d'acide = moins acide = pH plus grand".

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Synthèse de la Question 3 :

Concept Clé : Diluer diminue la concentration.
Formule Essentielle : \( C_{\text{fille}} = C_{\text{mère}} / F \).
Conséquence : Pour un acide, la dilution fait augmenter le pH (rapprochement de 7).

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

En pharmacie ou en biologie, on réalise souvent des "dilutions en série" (ou dilutions cascadées), où l'on dilue une solution, puis on prélève un peu de cette nouvelle solution pour la diluer à son tour, et ainsi de suite. Cela permet de préparer très précisément des solutions extrêmement peu concentrées, chose impossible en une seule étape.

FAQ (pour lever les doutes)

Voici quelques questions fréquentes sur ce sujet.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

La nouvelle concentration est 0.01 mol/L et le nouveau pH est de 2.

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

On part d'une solution d'acide fort à pH=2. On la dilue 100 fois. Quel est son pH final ?

Question 4 : pH de la solution S₂ et après dilution

Principe (le concept physique)

Une base forte comme l'hydroxyde de sodium (NaOH) se dissocie totalement dans l'eau pour libérer des ions hydroxyde (OH⁻), responsables du caractère basique. Le pH d'une solution basique est supérieur à 7. La dilution, en diminuant la concentration en ions OH⁻, va rendre la solution moins basique, et donc faire diminuer son pH pour le rapprocher de 7.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Bases Fortes : La réaction de dissociation de NaOH dans l'eau est totale : \( \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \). Donc, pour une concentration C en NaOH, on a [OH⁻] = C.
Relation pH et [OH⁻] : Dans l'eau, il y a un équilibre constant : \( [\text{H}_3\text{O}^+] \times [\text{OH}^-] = 10^{-14} \). À partir de là, on peut démontrer la formule très pratique pour les bases fortes : \( \text{pH} = 14 + \log([\text{OH}^-]) \). L'effet de la dilution est symétrique à celui des acides : diluer une base forte 10 fois diminue son pH de 1.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Attention à la formule ! Pour les bases, on n'utilise pas directement \( -\log(C) \). L'erreur classique est d'oublier de passer par la formule \( 14 + \log([\text{OH}^-]) \). Entourez-la en rouge dans votre fiche de révision pour bien la mémoriser.

Normes (la référence réglementaire)

La relation \( [\text{H}_3\text{O}^+] \times [\text{OH}^-] = 10^{-14} \) est une constante fondamentale appelée "produit ionique de l'eau" (noté Ke ou Kw). Sa valeur est une constante thermodynamique standard à 25°C, reconnue internationalement.

Formule(s) (l'outil mathématique)

La formule clé pour le pH d'une base forte.

\text{pH} = 14 + \log([\text{OH}^-])

Et pour la dilution, c'est la même que précédemment.

C'_{\text{fille}} = \frac{C_{\text{mère}}}{\text{Facteur de Dilution}}

Hypothèses (le cadre du calcul)

Les mêmes que pour les acides : dissociation totale de la base, température de 25°C, et les concentrations sont égales aux activités.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Concentration en NaOH	C₂	0.1	mol/L
Facteur de dilution	F	10	-

Astuces (Pour aller plus vite)

Pour une base forte de concentration \(10^{-y}\) mol/L, le pH est directement \(14 - y\). Ici, pour C=0.1=\(10^{-1}\), le pH est 14-1=13. Après dilution, C'=0.01=\(10^{-2}\), le pH est 14-2=12. C'est un excellent moyen de vérifier ses calculs !

Schéma (Avant les calculs)

Dissociation de l'hydroxyde de sodium

Calcul(s) (l'application numérique)

Étape 1 : Calcul du pH initial de S₂

\begin{aligned} \text{pH} &= 14 + \log([\text{OH}^-]) \\ &= 14 + \log(0.1) \\ &= 14 + \log(10^{-1}) \\ &= 14 - 1 \\ &= 13 \end{aligned}

Étape 2 : Calcul de la nouvelle concentration (C'₂)

\begin{aligned} C'_{\text{2}} &= \frac{C_2}{10} \\ &= \frac{0.1}{10} \\ &= 0.01 \text{ mol/L} \end{aligned}

Étape 3 : Calcul du pH après dilution (pH')

\begin{aligned} \text{pH'} &= 14 + \log(C'_2) \\ &= 14 + \log(0.01) \\ &= 14 + \log(10^{-2}) \\ &= 14 - 2 \\ &= 12 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Évolution du pH de la base

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le pH a diminué, passant de 13 à 12. La solution, bien que toujours très basique, l'est moins qu'au départ. Le résultat est logique : en ajoutant de l'eau, on "noie" les ions OH⁻, leur effet s'atténue et le pH se rapproche de la neutralité (pH=7).

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

La principale erreur est d'appliquer la formule de l'acide (pH = -log C) à une base. Un pH de 1 pour une solution de soude est une aberration qui doit immédiatement vous alerter ! Pour une base, le pH est TOUJOURS supérieur à 7.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Synthèse de la Question 4 :

Concept Clé : Une base forte produit des ions OH⁻.
Formule Essentielle : \( \text{pH} = 14 + \log(C_{\text{base}}) \).
Conséquence : Pour une base, la dilution fait diminuer le pH (rapprochement de 7).

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

L'hydroxyde de sodium est utilisé dans la fabrication de l'aluminium. Le minerai de bauxite est traité à chaud avec une solution de soude pour dissoudre l'alumine qu'il contient, première étape du procédé Bayer qui permet d'obtenir de l'aluminium pur.

FAQ (pour lever les doutes)

Voici quelques questions fréquentes sur ce sujet.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Le pH initial de la solution S₂ est de 13. Après une dilution par 10, son pH devient 12.

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Quel est le pH d'une solution d'hydroxyde de potassium (KOH, une base forte) de concentration 0.01 mol/L ?

Question 5 : Conclusion générale

Principe

Le principe fondamental est que la dilution diminue la concentration des espèces chimiques responsables de l'acidité (H₃O⁺) ou de la basicité (OH⁻). En conséquence, les propriétés extrêmes de la solution (très acide ou très basique) s'atténuent. La solution "se rapproche" chimiquement de l'eau pure que l'on ajoute, et son pH tend donc naturellement vers la valeur de neutralité, pH = 7.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La Neutralité comme Limite : Le pH de l'eau pure est de 7. L'eau est le solvant utilisé pour la dilution. Peu importe combien de fois vous diluez un acide, vous ne ferez qu'ajouter de l'eau neutre. Le pH de la solution augmentera donc vers 7, mais ne pourra jamais le dépasser pour devenir basique. De même, en diluant une base, son pH diminuera vers 7 sans jamais passer en dessous pour devenir acide. Le pH=7 est une limite asymptotique pour la dilution.

Réflexions (l'interprétation du résultat)

En observant les résultats des questions précédentes :
- Pour l'acide (S₁), le pH est passé de 1 à 2 (augmentation).
- Pour la base (S₂), le pH est passé de 13 à 12 (diminution).
On observe un comportement symétrique : dans les deux cas, la valeur absolue de la différence par rapport à 7 (c'est-à-dire |pH - 7|) diminue. L'effet de la dilution est de modérer le pH, de le ramener vers la neutralité, quel que soit le point de départ.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur conceptuelle serait de penser que la dilution peut inverser la nature d'une solution. Une dilution ne peut qu'atténuer le caractère acide ou basique initial, jamais le changer en son opposé. Une solution d'acide restera toujours acide (pH < 7) et une solution basique restera toujours basique (pH > 7), même si elles sont très diluées.

Points à retenir

Conclusion :

Lorsqu'on dilue une solution acide, sa concentration en ions H₃O⁺ diminue, donc son pH augmente et se rapproche de 7.
Lorsqu'on dilue une solution basique, sa concentration en ions OH⁻ diminue, donc son pH diminue et se rapproche de 7.

Outil Interactif : Simulateur de Dilution d'Acide

Utilisez les curseurs pour faire varier la concentration initiale d'un acide fort et le facteur de dilution. Observez l'impact sur le pH final et sur le graphique.

Paramètres d'Entrée

Concentration Initiale (mol/L) 0.1 mol/L

Facteur de Dilution x10

Résultats Clés

pH Initial -

pH Final (après dilution) -

pH (potentiel Hydrogène): Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse. L'échelle de pH va de 0 (très acide) à 14 (très basique), avec 7 comme point neutre.
Concentration Molaire: Quantité de matière d'un soluté (en moles) par litre de solution. Son unité est la mole par litre (mol/L).
Dilution: Procédé consistant à ajouter un solvant (généralement de l'eau) à une solution pour en diminuer la concentration en soluté.
Ion Hydronium (H₃O⁺): Ion formé lorsqu'un acide libère un proton (H⁺) dans l'eau. La concentration de cet ion détermine l'acidité de la solution.
Ion Hydroxyde (OH⁻): Ion responsable du caractère basique d'une solution.

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Objectifs Pédagogiques

Données de l'étude

Échelle de pH

Questions à traiter

Les bases sur le pH et la Dilution

Correction : Effet de la Concentration sur le pH

Question 1 : Calculer le pH de la solution S₁

Principe (le concept physique)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Astuces (Pour aller plus vite)

Schéma (Avant les calculs)

Dissociation de l'acide chlorhydrique

Calcul(s) (l'application numérique)

Schéma (Après les calculs)

Position du pH=1 sur l'échelle

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Question 2 : Protocole de dilution

Principe

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Schéma du protocole

Protocole de dilution au 1/10ème

Réponse

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Question 3 : Nouvelle concentration et nouveau pH de S₁

Principe (le concept physique)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Astuces (Pour aller plus vite)

Schéma (Avant les calculs)

Représentation de la Dilution

Calcul(s) (l'application numérique)

Schéma (Après les calculs)

Évolution du pH de l'acide

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Question 4 : pH de la solution S₂ et après dilution

Principe (le concept physique)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Astuces (Pour aller plus vite)

Schéma (Avant les calculs)

Dissociation de l'hydroxyde de sodium

Calcul(s) (l'application numérique)

Schéma (Après les calculs)

Évolution du pH de la base

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)