Le pH est une mesure de hydrogène ion concentration, une mesure de la acidité ou alcalinité d'un Solution. L'échelle de pH varie généralement de 0 à 14. Solutions aqueuses à 25 ° C avec un pH inférieur à 7 sont acide, tandis que ceux dont le pH est supérieur à 7 sont basiques ou alcalin. Un niveau de pH de 7,0 à 25 ° C est défini comme "neutre" parce que le concentration de H3O+ est égal à la concentration de OH− dans l'eau pure. Des acides très forts peuvent avoir un pH négatif, tandis que les bases très fortes peuvent avoir un pH supérieur à 14.
Équation du pH
L'équation pour calcul du pH a été proposé en 1909 par le biochimiste danois Søren Peter Lauritz Sørensen:
pH = -log [H+]
où log est le logarithme en base 10 et [H+] représente la concentration en ions hydrogène en unités de moles par litre de solution. Le terme «pH» vient du mot allemand «potenz», qui signifie «puissance», combiné avec H, le symbole de l'élément pour l'hydrogène, donc le pH est l'abréviation de «puissance de l'hydrogène».
Exemples de valeurs de pH des produits chimiques courants
Nous travaillons quotidiennement avec de nombreux acides (pH bas) et bases (pH élevé). Voici des exemples de valeurs de pH des produits chimiques de laboratoire et des produits ménagers:
0: acide chlorhydrique
2.0: jus de citron
2.2: vinaigre
4.0: vin
7.0: eau pure (neutre)
7.4: sang humain
13.0: lessive
14,0: hydroxyde de sodium
Tous les liquides n'ont pas de pH
Le pH n'a de sens que dans une solution aqueuse (dans l'eau). De nombreux produits chimiques, y compris les liquides, n'ont pas valeurs de pH. S'il n'y a pas d'eau, il n'y a pas de pH. Par exemple, il n'y a pas de valeur de pH pour huile végétale, essence ou alcool pur.
Définition IUPAC du pH
L'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) a une échelle de pH légèrement différente qui est basée sur les mesures électrochimiques d'une solution tampon standard. Essentiellement, la définition utilise l'équation:
pH = -log aH +
où unH + représente l'activité de l'hydrogène, qui est la concentration efficace des ions hydrogène dans une solution. Cela peut être légèrement différent de la vraie concentration. L'échelle de pH de l'UICPA comprend également des facteurs thermodynamiques qui peuvent influencer le pH.
Pour la plupart des situations, la définition standard du pH est suffisante.
Comment le pH est mesuré
Des mesures de pH approximatives peuvent être effectuées en utilisant papier de tournesol ou un autre type de papier pH connu pour changer les couleurs autour d'une certaine valeur de pH. La plupart des indicateurs et papiers de pH ne sont utiles que pour dire si une substance est un acide ou une base ou pour identifier le pH dans une plage étroite. Un indicateur universel est un mélange de solutions d'indicateurs destiné à fournir un changement de couleur sur une plage de pH de 2 à 10.
Des mesures plus précises sont effectuées à l'aide d'étalons primaires pour étalonner une électrode en verre et un pH-mètre. L'électrode fonctionne en mesurant la différence de potentiel entre une électrode à hydrogène et une électrode standard. Un exemple d'électrode standard est le chlorure d'argent.
Utilisations du pH
Le pH est utilisé dans la vie quotidienne ainsi que dans la science et l'industrie. Il est utilisé en cuisine (par exemple, en faisant réagir de la poudre à pâte et un acide pour faire monter les produits de boulangerie), pour concevoir des cocktails, dans des nettoyants et dans la conservation des aliments. Il est important dans l'entretien des piscines et la purification de l'eau, l'agriculture, la médecine, la chimie, l'ingénierie, l'océanographie, la biologie et d'autres sciences.