Le pH et sa Mesure
Comprendre le pH et ses méthodes de mesure
Le pH (potentiel Hydrogène) est une grandeur qui permet de mesurer l'acidité ou la basicité d'une solution. Une solution avec un pH inférieur à 7 est acide, une solution avec un pH supérieur à 7 est basique, et une solution avec un pH égal à 7 est neutre. Pour mesurer le pH, on peut utiliser des méthodes simples comme le papier indicateur de pH, qui donne une estimation de la valeur, ou des appareils plus précis comme le pH-mètre.
Situation Problème
Schéma : Mesure du pH avec un pH-mètre
| Produit testé | Couleur du papier pH | Valeur du pH-mètre | Caractère (Acide/Basique/Neutre) |
|---|---|---|---|
| Vinaigre | Orange | 3.0 | ? |
| Eau du robinet | Vert clair | 7.2 | ? |
| Lessive | Bleu | 10.5 | ? |
Questions à traiter
- Compléter la dernière colonne du tableau en indiquant le caractère (acide, basique ou neutre) de chaque produit. Justifier à chaque fois.
- Pour chaque produit, la couleur obtenue avec le papier pH est-elle cohérente avec la valeur donnée par le pH-mètre ?
- Classer les trois produits du plus acide au plus basique.
- Quelle est la méthode de mesure la plus précise ? Justifier.
Correction : Le pH et sa Mesure
Question 1 : Caractère des solutions
Raisonnement :
On se base sur la valeur précise donnée par le pH-mètre pour déterminer le caractère de chaque solution. On compare cette valeur à 7.
Démarche :
- Vinaigre : pH = 3.0. Comme 3.0 < 7, le vinaigre est acide.
- Eau du robinet : pH = 7.2. Comme 7.2 est très proche de 7, on peut la considérer comme quasi-neutre (ou très légèrement basique).
- Lessive : pH = 10.5. Comme 10.5 > 7, la lessive est basique.
| Produit | pH | Caractère |
|---|---|---|
| Vinaigre | 3.0 | Acide |
| Eau du robinet | 7.2 | Neutre/Légèrement basique |
| Lessive | 10.5 | Basique |
Question 2 : Cohérence des mesures
Analyse :
On compare la couleur observée avec l'échelle de teintes de référence pour voir si elle correspond à la zone de pH indiquée par le pH-mètre.
- Vinaigre (pH=3.0) : La couleur orange observée correspond bien à un pH acide autour de 3 sur l'échelle de teintes. La mesure est cohérente.
- Eau du robinet (pH=7.2) : La couleur vert clair correspond bien à un pH proche de la neutralité (7). La mesure est cohérente.
- Lessive (pH=10.5) : La couleur bleue correspond bien à un pH basique, dans la zone 9-11. La mesure est cohérente.
Question 3 : Classement des produits
Raisonnement :
Plus le pH est bas, plus la solution est acide. Plus le pH est élevé, plus la solution est basique. Il suffit de classer les produits par ordre croissant de pH.
3.0 < 7.2 < 10.5
Vinaigre \(\rightarrow\) Eau du robinet \(\rightarrow\) Lessive.
Question 4 : Précision des méthodes
Comparaison :
Le papier pH donne une estimation du pH basée sur une couleur. Une même couleur peut correspondre à plusieurs valeurs de pH (par exemple, "orange" peut être pH 3 ou 4). Le pH-mètre, lui, donne une valeur numérique précise, souvent avec une ou plusieurs décimales.
Quiz Rapide : Testez vos connaissances
1. Une solution de pH = 8 est...
2. Quel appareil donne la mesure de pH la plus précise ?
3. Un jus de citron a un pH de 2.5. Il est donc...
Glossaire
- pH (potentiel Hydrogène)
- Grandeur sans unité, comprise entre 0 et 14, qui mesure le caractère acide ou basique d'une solution aqueuse.
- Acide
- Solution dont le pH est inférieur à 7. Elle contient plus d'ions hydrogène \(\text{H}^{+}\) que d'ions hydroxyde \(\text{OH}^{-}\).
- Base
- Solution dont le pH est supérieur à 7. Elle contient plus d'ions hydroxyde \(\text{OH}^{-}\) que d'ions hydrogène \(\text{H}^{+}\).
- Neutre
- Solution dont le pH est égal à 7. Elle contient autant d'ions \(\text{H}^{+}\) que d'ions \(\text{OH}^{-}\).
- Indicateur coloré (ou papier pH)
- Substance (souvent sur une bande de papier) qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle elle est trempée. C'est une méthode de mesure approximative.
- pH-mètre
- Appareil électronique muni d'une sonde que l'on plonge dans une solution pour mesurer précisément sa valeur de pH.
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