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Voici comment calculer les valeurs de pH

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Voici un rapide aperçu de la façon de calculer le pH et de ce que signifie le pH en ce qui concerne la concentration en ions hydrogène, les acides et les bases.

Clés à emporter

  • Le pH est une mesure de l'acidité ou de la base d'une solution chimique.
  • Normalement, le pH va de 0 à 14.
  • Une valeur de pH neutre est 7. Une valeur inférieure à 7 est acide, tandis qu'une valeur supérieure à 7 est basique.
  • La formule pour pH est pH = -logH +. Cela signifie que le pH est le logarithme de base négative 10 ("log" sur un calculateur) de la concentration en ions hydrogène d'une solution. Pour le calculer, prenez le journal de la concentration en ions hydrogène et inversez le signe pour obtenir la réponse.

Examen de la formule des acides, des bases et du pH

Il existe plusieurs façons de définir les acides et les bases, mais le pH ne fait référence qu'à la concentration en ions hydrogène et n'a de sens que lorsqu'il est appliqué à des solutions aqueuses (à base d'eau). Lorsque l'eau se dissocie, elle donne un ion hydrogène et un hydroxyde.

H2O ↔ H+ + OH-

Lorsque vous calculez le pH, rappelez-vous qu’il s’agit de la molarité, M. La molarité est exprimée en unités de moles de soluté par litre de solution (pas de solvant). Si vous avez une concentration dans une autre unité (pourcentage en masse, molalité, etc.), convertissez-la en molarité afin d'utiliser la formule du pH.

En utilisant la concentration en ions hydrogène et hydroxyde, on obtient la relation suivante:

Kw = H+OH- = 1x10-14 à 25 ° C
pour l'eau pure H+ = OH- = 1x10-7
Solution acide: H+ > 1x10-7
Solution de base: H+ <1x10-7

Comment calculer le pH et H +

L'équation d'équilibre donne la formule suivante pour le pH:

pH = -log10H+
H+ = 10-pH

En d'autres termes, le pH est le log négatif de la concentration molaire en ions hydrogène. Ou bien, la concentration molaire en ions hydrogène est égale à 10 à la puissance de la valeur de pH négative. Il est facile de faire ce calcul sur n'importe quelle calculatrice scientifique, car elle aura un bouton "Journal". Ce n'est pas la même chose que le bouton "ln", qui fait référence au logarithme naturel.

Exemple:

Calculer le pH pour un H spécifique+. Calculer le pH en fonction de H+ = 1,4 x 10-5 M

pH = -log10H+
pH = -log10(1,4 x 10-5)
pH = 4,85

Exemple:

Calculer h+ à partir d'un pH connu. Trouver h+ si pH = 8,5

H+ = 10-pH
H+ = 10-8.5
H+ = 3,2 x 10-9 M

Exemple:

Trouver le pH si le H+ la concentration est de 0,0001 mole par litre.

pH = -logH+
Ici, il est utile de réécrire la concentration en 1,0 x 10-4 M parce que si vous comprenez le fonctionnement des logarithmes, la formule est la suivante:

pH = - (- 4) = 4

Ou, vous pouvez simplement utiliser une calculatrice et prendre:

pH = - log (0,0001) = 4

Généralement, la concentration en ions hydrogène n'est pas donnée dans un problème, mais vous devez la trouver à partir d'une réaction chimique ou d'une concentration en acide. Que cela soit facile ou non, cela dépend si vous avez affaire à un acide fort ou à un acide faible. La plupart des problèmes liés au pH concernent les acides forts, car ils se dissocient complètement en ions dans l'eau. Les acides faibles, en revanche, ne se dissocient que partiellement, ce qui fait qu’une solution à l’équilibre contient à la fois l’acide faible et les ions dans lesquels elle se dissocie.

Exemple:

Trouver le pH d'une solution 0,03 M d'acide chlorhydrique, HCl.

L'acide chlorhydrique est un acide fort qui se dissocie selon un rapport molaire de 1: 1 en cations hydrogène et anions chlorures. Ainsi, la concentration en ions hydrogène est exactement la même que la concentration de la solution acide.

H+ = 0,03 M

pH = - log (0.03)
pH = 1,5

PH et pOH

Vous pouvez facilement utiliser la valeur du pH pour calculer le pOH si vous vous rappelez:

pH + pOH = 14

Ceci est particulièrement utile si vous êtes invité à trouver le pH d'une base car vous résolverez généralement pour pOH plutôt que le pH.

Vérifie ton travail

Lorsque vous effectuez un calcul de pH, c'est une bonne idée de vous assurer que votre réponse est logique. Un acide doit avoir un pH nettement inférieur à 7 (généralement de 1 à 3), tandis qu'une base a un pH élevé (généralement de 11 à 13 environ). Il est théoriquement possible de calculer un pH négatif, mais dans la pratique, les valeurs de pH doivent être comprises entre 0 et 14. Cela signifie qu'un pH supérieur à 14 indique une erreur lors de la configuration du calcul ou de l'utilisation de la calculatrice.


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