Certaines solutions sont acides comme le jus de citron et d’autres sont basiques comme celles utilisées pour déboucher les éviers. Pour caractériser la nature d’une solution, on mesure son pH. Mais quelle relation existe-t-il entre le pH d’une solution et la quantité d’acide dissous qu’elle contient ? Les acides réagissent-ils tous de la même manière avec l’eau ? Comment peut-on utiliser le pH pour déterminer l’avancement maximal d’une réaction ?

1. Qu’est-ce qu’un acide ? Une base ?

Un acide est une molécule ou un ion capable de libérer un ou plusieurs protons.

Par exemple, l’acide acétique libère un proton pour donner l’ion acétate selon la réaction :

Une base est une molécule ou un ion capable de capter un ou plusieurs protons.

Par exemple, l’ammoniac capte un proton pour former l’ion ammonium selon la réaction :

Un couple acido-basique se note acide/base. La demi-équation acido-basique associée s’écrit : acide = base + H+.

L’eau est un ampholyte ; elle peut se comporter comme un acide ou comme une base dans les couples H3O+/H2O et H2O/HO-(aq).

2. Comment écrire l’équation d’une transformation acido-basique ?

Une réaction acido-basique se traduit par un transfert de protons de l’acide du couple acide 1/base 1 vers la base du couple acide 2/base 2.

Lorsqu’un acide ne libère qu’un seul proton et qu’il réagit avec une base qui ne capte qu’un seul proton, la réaction s’écrit :

Par exemple, la réaction du vinaigre sur l’ammoniac donne , avec, dans cette réaction, les couples et

3. Qu’est-ce que le pH d’une solution ? Comment le mesurer ?

Le pH est une grandeur sans unité. Une solution est acide si le pH < 7, neutre si le pH = 7 et basique si le pH > 7.

Par définition, pour les solutions aqueuses diluées, [H3O+] = 10-pH.

Par exemple, une solution de pH = 7,0 a une concentration en ions oxonium (ou hydronium) de 10-7 mol.L-1.

En transformant l’équation de définition du pH, on obtient la relation :

pH = -