Acides, bases et dosages
pH et ions H?O? / HO?, acides et bases du quotidien, réaction acido-basique et neutralisation, effet de la dilution sur le pH, dosage par titrage colorimétrique et pH-métrique, sécurité avec les produits ménagers.
1. Acides et bases
Définition
Une solution est acide si $\text{pH} \lt 7$ (ions $\text{H}_3\text{O}^+$ majoritaires), neutre si $\text{pH} = 7$, basique si $\text{pH} \gt 7$ (ions $\text{HO}^-$ majoritaires). Le pH se mesure au papier pH ou au pH-mètre. $\text{pH} = -\log[\text{H}_3\text{O}^+]$.
Exemple · Au quotidien
Acides : vinaigre (pH $\approx 3$), détartrant, sucs gastriques (pH $\approx 2$). Basiques : savon, lessive, eau de Javel (pH $\approx 12$), déboucheur (pH $\approx 14$). La peau a un pH légèrement acide ($\approx 5{,}5$).
2. Réaction acido-basique
Propriété · Neutralisation
Les ions $\text{H}_3\text{O}^+$ d'un acide réagissent avec les ions $\text{HO}^-$ d'une base : $\text{H}_3\text{O}^+ + \text{HO}^- \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$. Cette réaction est rapide et dégage de la chaleur.
Propriété · Dilution
Diluer un acide fait augmenter son pH (vers $7$) ; diluer une base le fait diminuer (vers $7$). Diluer $10$ fois un acide fort augmente son pH de $1$.
3. Le dosage par titrage
Définition
Doser une espèce, c'est déterminer sa concentration. Dans un titrage, on ajoute progressivement une solution de concentration connue (à la burette) jusqu'à l'équivalence, où les réactifs ont été introduits dans les proportions de l'équation. Pour un acide $\text{AH}$ titré par la soude : $C_A \times V_A = C_B \times V_E$.
Expérience · Titrer un vinaigre
Attention · Produits ménagers
Acides et bases concentrés sont corrosifs : gants, lunettes, aération ; ne jamais mélanger les produits ; ne jamais transvaser dans une bouteille alimentaire ; en cas de projection, rincer abondamment à l'eau $15$ minutes et appeler le centre antipoison.
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Exercices corrigés
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Acide, neutre ou basique
★☆☆Classer : jus de citron (pH $2{,}5$), eau pure, lessive (pH $10$), lait (pH $6{,}6$).
Ions majoritaires
★☆☆Quels ions sont majoritaires dans l'eau de Javel ?
pH et concentration
★★☆$[\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-4}$ mol/L. pH ?
Mesurer un pH
★☆☆Citer deux moyens de mesurer un pH. Lequel est le plus précis ?
Dilution d'un acide
★★☆On dilue $10$ fois un acide fort de pH $2$. Nouveau pH ?
Dilution d'une base
★★☆On dilue une solution de pH $12$. Le pH augmente-t-il ou diminue-t-il ? Peut-il devenir inférieur à $7$ ?
Neutralisation
★☆☆Écrire l'équation de la réaction entre les ions $\text{H}_3\text{O}^+$ et $\text{HO}^-$.
Brûlures d'estomac
★★☆Pourquoi un antiacide (base faible) soulage-t-il les brûlures d'estomac ?
Calcul de titrage
★★☆$V_A = 20{,}0$ mL d'acide sont titrés par de la soude à $0{,}050$ mol/L ; $V_E = 16{,}0$ mL. $C_A$ ?
Expérience du cours
★★☆Refaire le calcul du cours si $V_E = 12{,}5$ mL.
Lecture de la courbe
★☆☆D'après la courbe du cours, quel est le pH avant tout ajout de soude ? après $20$ mL ?
Repérer l'équivalence
★★☆Comment repère-t-on l'équivalence sur une courbe pH-métrique ?
Choix de l'indicateur
★★☆Pourquoi utiliser la phénolphtaléine (virage vers $8{,}2$–$10$) pour titrer le vinaigre ?
Verrerie de titrage
★☆☆Quelle verrerie contient la solution titrante ? Comment lire le volume ?
Concentration massique
★★☆Une solution d'acide éthanoïque ($M = 60$ g/mol) a une concentration de $0{,}50$ mol/L. Concentration en g/L ?
pH de la peau
★☆☆Pourquoi conseille-t-on des savons doux à pH neutre ou légèrement acide pour la toilette ?
Projection
★☆☆Conduite à tenir en cas de projection de déboucheur dans l'œil ?
Pictogramme
★☆☆Quel pictogramme figure sur un déboucheur à pH $14$ ?
Détartrage
★★☆Pourquoi un détartrant acide fait-il « mousser » le calcaire ?
Vrai ou faux
★★☆a) Un pH de $9$ est acide. b) À l'équivalence, $C_AV_A = C_BV_E$. c) Diluer un acide diminue son pH.
Vérifier
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