Leçon 10 — Solutions acides et basiques mesures de pH — Physique-Chimie Seconde C

Dans une pisciculture, le bon état de l’eau dépend de son pH. Les élèves apprennent à distinguer solutions acides, neutres et basiques, à comprendre le rôle des ions H₃O⁺ et OH⁻ et à mesurer le pH.

II. Solutions acides et basiques

1. Acide chlorhydrique (HCℓ)

Le chlorure d’hydrogène HCℓ est un gaz très soluble dans l’eau.
Sa dissolution dans l’eau est exothermique et conduit à une solution appelée acide chlorhydrique.
Réaction de dissolution : HCℓ + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.
La solution contient donc majoritairement des ions H₃O⁺ : c’est une solution acide.

2. Soude (hydroxyde de sodium NaOH)

NaOH est un solide ionique (Na⁺, OH⁻) très soluble dans l’eau.
En solution aqueuse : NaOH → Na⁺ + OH⁻.
La solution contient principalement des ions OH⁻ : c’est une solution basique.

III. Indicateurs colorés

1. Changement de couleur

Certains colorants changent de teinte suivant que le milieu est acide, neutre ou basique :

Indicateur	Eau pure	Solution acide	Solution basique
Hélianthine	Jaune	Rouge	Jaune
Bleu de bromothymol (BBT)	Vert	Jaune	Bleu
Phénolphtaléine	Incolore	Incolore	Violet

IV. Notion de pH

1. Définition

Le pH d’une solution aqueuse diluée et la concentration en ions hydronium [H₃O⁺] sont liés par :

[H₃O⁺] = 10^−pH (en mol·L⁻¹)

Solution acide : pH < 7 ;
Solution neutre : pH = 7 ;
Solution basique : pH > 7.

2. Mesure du pH

Approximativement avec un papier pH (comparaison de la couleur avec une échelle).
Précisément avec un pH-mètre (sonde plongée dans la solution, lecture directe du pH).

3. pH de l’eau pure

À 25 °C, l’eau pure a un pH ≈ 7 : [H₃O⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol·L⁻¹.

V. Effet de la dilution

1. Solutions acides

En diluant une solution acide, la concentration en H₃O⁺ diminue.
Le pH augmente et se rapproche de 7 (solution de plus en plus neutre).

2. Solutions basiques

En diluant une solution basique, la concentration en OH⁻ diminue.
Par la relation [H₃O⁺]·[OH⁻] = 10⁻¹⁴, la concentration en H₃O⁺ augmente.
Le pH diminue et tend lui aussi vers 7.

VI. À retenir

Une solution acide contient un excès d’ions H₃O⁺, une solution basique un excès d’ions OH⁻.
Le pH est lié à [H₃O⁺] par [H₃O⁺] = 10^−pH.
pH < 7 : solution acide ; pH = 7 : solution neutre ; pH > 7 : solution basique.
La dilution rapproche toujours le pH d’une solution du pH neutre (7).

📝 FICHE DE RÉSUMÉ

I. Situation d’apprentissage