Le pH, le nombre qui classe

L'essentiel

Le pH est un nombre entre 0 et 14 qui dit si une solution est acide, neutre ou basique. Si le pH est plus petit que 7, la solution est acide ; s'il vaut 7, elle est neutre (comme l'eau pure) ; s'il est plus grand que 7, elle est basique. On mesure le pH avec du papier pH (qui change de couleur) ou avec un pH-mètre.

Quand on ajoute de l'eau à une solution, son pH se rapproche de 7, mais il ne passe jamais de l'autre côté : un acide qu'on dilue reste un acide.

Comprendre

Le pH est la grandeur qui mesure le caractère acide, neutre ou basique d'une solution. Pour les solutions aqueuses rencontrées au collège, il varie sur une échelle graduée de 0 à 14. La lecture est simple et à connaître par cœur : un pH inférieur à 7 correspond à une solution acide (et plus le pH est petit, plus la solution est acide) ; un pH égal à 7 correspond à une solution neutre, comme l'eau pure ; un pH supérieur à 7 correspond à une solution basique (et plus le pH est grand, plus la solution est basique). Quelques repères : le jus de citron a un pH voisin de 2, une boisson au cola d'environ 2,5, le vinaigre d'environ 3 ; l'eau pure est à 7 ; l'eau savonneuse est vers 10 et un déboucheur peut dépasser 13. Pour mesurer le pH, deux outils : le papier pH, qui prend une couleur que l'on compare à une échelle de teintes, et le pH-mètre, une sonde qui affiche directement la valeur, plus précise.

Enfin, la dilution : si on ajoute de l'eau à une solution acide, on diminue son acidité, donc son pH augmente et se rapproche de 7 ; si on dilue une solution basique, son pH diminue et se rapproche aussi de 7. Mais la dilution ne fait jamais changer une solution de famille : un acide dilué reste acide (son pH reste inférieur à 7), une base diluée reste basique. Le pH s'approche de 7 sans jamais franchir la valeur 7 par simple ajout d'eau.

Le cours

Le pH est un nombre qui mesure le caractère acide, neutre ou basique d'une solution aqueuse. Son échelle, pour les solutions courantes, est graduée de 0 à 14. La règle de lecture est fondamentale : pH inférieur à 7, la solution est acide ; pH égal à 7, la solution est neutre (cas de l'eau pure) ; pH supérieur à 7, la solution est basique. Sur l'échelle des acides, plus le pH est petit, plus la solution est acide ; sur l'échelle des bases, plus le pH est grand, plus la solution est basique.

Quelques valeurs repères, sous forme d'ordres de grandeur : jus de citron ≈ 2, boisson au cola ≈ 2,5, vinaigre ≈ 3, eau pure = 7, eau savonneuse ≈ 10, produit déboucheur ≈ 13 à 14. On mesure le pH de deux façons : avec du papier pH, un papier imprégné d'indicateur qui prend une couleur comparée ensuite à une échelle de teintes, ou avec un pH-mètre, une sonde plongée dans la solution qui affiche la valeur avec précision. La dilution modifie le pH de façon prévisible. Ajouter de l'eau à une solution acide la rend moins acide : son pH augmente et se rapproche de 7. Ajouter de l'eau à une solution basique la rend moins basique : son pH diminue et se rapproche aussi de 7. Toutefois, diluer ne change jamais la famille de la solution : un acide dilué demeure acide (pH toujours inférieur à 7), une base diluée demeure basique.

Par simple ajout d'eau, le pH tend vers 7 sans jamais franchir cette valeur.

Les erreurs fréquentes

Plus le pH d'un acide est grand, plus la solution est acide.

C'est l'inverse : plus le pH est petit (proche de 0), plus la solution est acide. Un pH de 2 est plus acide qu'un pH de 5. Au-dessus de 7, on est dans le domaine basique.

En ajoutant beaucoup d'eau à un acide, on finit par le rendre basique (pH supérieur à 7).

La dilution rapproche le pH de 7 sans jamais le franchir : un acide dilué reste acide (pH inférieur à 7). Ajouter de l'eau ne change pas la famille de la solution.

Tu maîtrises la notion si…

• Situer une solution sur l'échelle de pH (0 à 14) et relier la valeur au caractère : pH < 7 acide, pH = 7 neutre, pH > 7 basique.
• Nommer les deux outils de mesure du pH : le papier pH et le pH-mètre.
• Prévoir l'effet d'une dilution : le pH se rapproche de 7 sans le franchir ; un acide dilué reste acide.

Vérifie que tu as compris

1. Sur l'échelle de pH, quelle valeur correspond à une solution neutre comme l'eau pure ?

   Réponse 7

   Une solution neutre a un pH égal à 7. En dessous de 7, la solution est acide ; au-dessus de 7, elle est basique. L'échelle va de 0 à 14.

2. On ajoute beaucoup d'eau à une solution acide de pH 3. Que devient son pH ?

   Réponse Il augmente et se rapproche de 7, mais reste inférieur à 7

   Diluer une solution acide fait monter son pH vers 7 sans jamais le franchir : un acide dilué reste acide (pH toujours inférieur à 7).

3. Une solution a un pH de 11. Quel est son caractère ?

   Réponse Basique (pH supérieur à 7)

   Sur l'échelle de 0 à 14, un pH supérieur à 7 correspond à une solution basique. 11 est nettement au-dessus de 7 : la solution est basique.