Reconnaître le caractère acide ou basique d’une solution.

Auteur: Daniel GENELLE                              (Optimisé pour Mozilla Firefox.)  

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Sommaire

I) Différents milieux.
II) Comment reconnaitre le caractère acide basique ou neutre d'une solution ?
a) Le pH.
b) L'eau pure.
c) La solution d'acide chlorhydrique.
d) La solution de soude.
III) Connaitre les effets de la dilution sur la valeur du pH.
IV) Exercices.
1) Indicateurs colorés.
2) Le fer à repasser :

I) Différents milieux.

On peut regrouper toutes les solutions dans différents milieux, quel sont-ils ?

Les différents milieux sont acides, neutres et basiques.

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II) Comment reconnaitre le caractère acide basique ou neutre d'une solution ?

Toutes les solutions contiennent des molécules d’eau  H2, des ions  H+  qui dans l’eau forment des ions  H3O+  et des ions  OH- . Le caractère acide, basique ou neutre d’une solution se mesure par le  pH  de cette solution ( pH  signifie potentiel Hydrogène).
On quantifie la valeur du pH sur une échelle allant de  0  à  14 . Le pH d’une solution aqueuse caractérise cette solution de la façon suivante :
- pH < 7 La solution est acide
- pH = 7 La solution est neutre
- pH > 7 La solution est basique
Le pH est très important, le sang a un pH compris entre 7,3 et 7,5. Si le pH du sang descend à 7, c’est la mort par coma, s’il monte à 7,8 c’est la mort par tétanos.

Pour mesurer le pH, ils existent plusieurs méthodes :
- L’utilisation d’indicateurs colorés.
- L’utilisation de papier pH.
- L’utilisation du pH-mètre.

a) Le pH:

Afin de comparer l’acidité des solutions, on s’intéresse à la quantité d’ions H3O+.

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b) L'eau pure:

L’eau pure est très légèrement conductrice d’électricité, elle contient donc des ions. En fait ces ions proviennent de l’autoprotolyse de l’eau suivant la réaction :
H2O   +   H2O   ⇄   H3O+   +   OH-
Cette réaction se fait dans d’infimes proportions, environ 2 pour 550 000 000.

AUTOPROTOLYSE_DE_L_EAU.jpg

Dans le cas de l’eau pure, il y a donc autant d’ions H3O+ que d’ions OH-.
Ce qui explique que le pH de l’eau est   7  .

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c) La solution d'acide chlohydrique:

H2O   +   H2O   ⇄   H3O+   +   OH-
H2OH3O+.jpg
HCl   +   H2O   ⇄   H3O+   +   Cl-
HClH2O.jpg
_____________________________________________________________________
3 H2O   +   HCl   ⇄   2 H3O+   +   OH-   +   Cl-

Cl-H3O+.jpg

* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

Cette réaction augmente le nombre d’ions H3O+ par rapport au nombre d’ions OH-, la solution devient acide.
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d) La solution de soude:

H2O   +   H2O   ⇄   H3O+   +   OH-
H2OH3O+.jpg
NaOH   +      ⇄   Na+   +   OH-
NaOH.jpg
_____________________________________________________________________
NaOH   +   2 H2O   ⇄   Na+   +   H3O+   +   2 OH-

NaOHH2O.jpg

* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

Cette réaction augmente le nombre d’ions OH- par rapport au nombre d’ions H3O+, la solution devient basique.

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de Cécile Voinot.
Vidéo : C’est quoi le pH : ( 7 min 19 )

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III) Connaitre les effets de la dilution sur la valeur du pH.

Les produits ménagers acides ou basiques concentrés sont dangereux pour la santé et l’environnement. Dilués, ils le sont beaucoup moins, voyons pourquoi ?

Attention : De l’eau dans l’acide, lorsque l’on verse une goutte d’eau dans un acide concentré, une réaction exothermique se produit. L’énergie thermique dégagée provoque l’ébullition de la goutte d’eau pouvant entrainer des projections. Ainsi, pour diluer une solution acide très concentrée, il faut verser l’acide dans l’eau et non l’inverse. Il en sera de même pour les solutions basiques très concentrées.

Voir le T.P. Les effets de la dilution sur le pH des solutions.

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de SciencesBox.
Vidéo : Les effets de la dilution sur le pH d’une solution : ( 3 min 45)

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IV) Exercices:

1) Indicateurs colorés:

Le tableau ci-dessous indique les changements de teinte de trois indicateurs colorés en fonction du pH de la solution testée.

indicat_universel.png
Indicateur coloré Teinte
avant virage
pH de la zone
de virage
Teinte
après virage
Bleu de bromothymol Jaune 6,0 à 7,6 Bleu
Hélianthine Rouge 3,1 à 4,4 Jaune
Phénolphtaléïne Incolore 8,2 à 10,0 Rose

a) Une solution d’eau de javel a un pH = 10.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

- Cette solution est-elle acide ou basique ?       

Cette solution est :

- On verse dans cette solution d’eau de javel quelques gouttes de bleu de bromothymol. Quelle est la teinte prise par la solution ?

La teinte prise par la solution est :

b) On ajoute de l’eau dans la solution d’eau de javel. Préciser comment évolue le pH de la solution.
Cocher la bonne réponse.              

Le pH      augmente        diminue       ne change pas.

c) On prélève 2 échantillons de cette solution. On ajoute au premier quelques gouttes de bleu de bromothymol qui prend une couleur bleue. On ajoute au second quelques gouttes de phénolphtaléïne qui reste incolore.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

- Quels renseignements sur le pH nous donne chacun de ces tests ?

Le bleu de bromothymol nous indique que le pH est à .

La phénolphtaléïne nous indique que le pH est à .

- En déduire un encadrement du pH de la solution.

Le pH de la solution est compris entre et .


2) Le fer à repasser :

Pour remplir le réservoir de son fer à repasser,
Mme Voisin hésite entre de l’eau de pluie et de
l’eau déminéralisée. Elle décide de mesurer le pH
de ces deux eaux en versant quelques gouttes de
chacune sur du papier pH.

Les résultats obtenus sont les suivants :
papier_pH.jpg
Eau testée Couleur du papier pH
Eau de pluie Vert (7)
Eau déminéralisée Bleu clair (9)

Répondre aux questions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

a) Indiquer le pH de l’eau de pluie et celui de l’eau déminéralisée.       

L’eau de pluie a un pH de et l’eau déminéralisée de .

b) Quel est le caractère acide, basique ou neutre de chacune des eaux ? Justifier la réponse.       

L’eau de pluie est car son pH est de , tandis que l’eau déminéralisée est car son pH est .

c) Pour ne pas endommager son fer à repasser, l’eau utilisée doit être neutre. Quelle eau Mme Voisin doit-elle utiliser pour remplir le réservoir de son fer à repasser ? Justifier la réponse.       

Mme Voisin doit utiliser car son pH est et donc .

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