L’échelle de pH et les solutions acides, neutres ou basiques ; mesurer un pH avec un indicateur coloré, du papier pH ou un pH-mètre ; les ions H⁺ et HO⁻ ; l’effet d’une dilution et un aperçu de la neutralisation ; manipuler acides et bases en sécurité.
À propos de cette page
Cinq problèmes corrigés : la terre acide d’un potager corrigée à la chaux, un indicateur au chou rouge fait maison, l’eau trop basique d’un aquarium, la dilution d’un détartrant pour bouilloire et la préparation d’un acide chlorhydrique dilué en sécurité.
5 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».
Résoudre un problème : la méthode
Je relève les pH donnés et je les situe par rapport à 7 (et par rapport à l’intervalle demandé, s’il y en a un).
J’en déduis le caractère de la solution et les ions majoritaires : H⁺ sous 7, HO⁻ au-dessus.
Pour un indicateur, je place la couleur sur sa zone de virage ; pour une dilution, je calcule le volume final et le nombre de fois.
Je prévois le sens d’évolution du pH : vers 7 pour une dilution, vers le haut quand on ajoute une base.
Je conclus par une phrase avec le vocabulaire du cours, sans oublier la sécurité si l’on manipule un produit concentré.
Problème 1 · La terre du potager★★★Facile
Un jardinier mesure le pH de la terre de son potager avec un kit vendu en jardinerie : il obtient 5,5. Pour les tomates, la notice conseille une terre de pH compris entre 6 et 7. Il dispose de chaux, un produit basique.
1. La terre du potager est (acide, neutre ou basique).
5,5 < 7 : la terre est acide.
2. Écart entre le pH mesuré et le bas de la zone conseillée : unité
unité : la terre est trop acide pour les tomates.
3. Avec de la chaux, le pH du sol va (augmenter ou diminuer).
Une base apportée à un sol acide fait augmenter son pH.
4. Après l’apport de chaux, le kit indique 6,3. Le sol est dans la zone conseillée, et il est encore .
6,3 < 7 : le sol reste légèrement acide ; « conseillé » ne veut pas dire « neutre ».
Problème 2 · L’indicateur au chou rouge★★★Facile
Léa fabrique un indicateur coloré en faisant bouillir des feuilles de chou rouge dans de l’eau. Elle note la couleur obtenue avec des solutions de pH connu : pH 2 → rouge ; pH 7 → violet ; pH 9 → bleu ; pH 12 → vert ; pH 14 → jaune. Elle teste ensuite des liquides de la maison.
1. Le jus de citron colore l’indicateur en rouge : il est .
Rouge ↔ pH voisin de 2 : le jus de citron est acide.
2. Un dégraissant pour barbecue donne une couleur verte : son pH est voisin de .
D’après les essais de Léa, vert ↔ pH 12.
3. Une eau minérale donne une couleur violette : elle est proche de la .
Violet ↔ pH 7 : proche de la neutralité.
4. Un liquide donne une couleur entre le bleu et le vert : son pH est entre 9 et .
Bleu ↔ 9 et vert ↔ 12 : pH entre 9 et 12.
5. Un déboucheur pour évier donne une couleur jaune : il est (acide ou basique).
D’après les essais de Léa, jaune ↔ pH 14 : très basique. Le BBT, lui, est jaune en milieu acide : chaque indicateur a ses couleurs.
Problème 3 · L’eau de l’aquarium★★★Moyen
Les poissons d’un aquarium d’eau douce vivent bien si le pH de l’eau reste entre 6,5 et 7,5. Le propriétaire mesure 8,2 avec un pH-mètre étalonné. Il dispose de deux flacons : « pH moins » et « pH plus ». La notice du « pH moins » indique 5 mL de produit pour 100 L d’eau ; l’aquarium contient 240 L.
1. L’eau de l’aquarium est trop (acide ou basique).
8,2 est au-dessus de 7,5 : l’eau est trop basique.
2. Ions majoritaires dans l’eau à pH 8,2 (formule) :
8,2 > 7 : les ions HO⁻ sont majoritaires.
3. Le flacon « pH moins » contient une solution (acide ou basique).
Pour faire baisser le pH, on ajoute un acide.
4. Volume de « pH moins » à verser : mL
puis mL.
5. Une heure après, le pH vaut 7,3 : il est dans l’intervalle, et les ions majoritaires sont maintenant les ions (formule).
7,3 > 7 : les ions HO⁻ restent majoritaires. Un pH « bon » n’est pas forcément 7.
Problème 4 · Le détartrant de la bouilloire★★★Moyen
Un détartrant est une solution d’acide citrique de pH 1,4. L’étiquette indique : « 40 g d’acide citrique pour 100 mL de produit ». Pour détartrer une bouilloire, on verse 50 mL de détartrant dans 200 mL d’eau.
1. Masse d’acide citrique dans les 50 mL de détartrant : g
50 mL, c’est la moitié de 100 mL : g.
2. Volume total du mélange : mL
mL.
3. Le détartrant a été dilué fois.
: dilué 5 fois.
4. Masse d’acide citrique dans 100 mL du mélange : g
20 g dans 250 mL : g pour 100 mL, 5 fois moins que dans le produit pur.
5. Le pH du mélange est à 1,4 (supérieur, égal ou inférieur).
Moins d’ions H⁺ par millilitre : le pH est supérieur à 1,4, et reste inférieur à 7.
Problème 5 · Préparer un acide dilué★★★Difficile
Une technicienne de laboratoire doit préparer 500 mL d’acide chlorhydrique dilué 10 fois à partir d’acide chlorhydrique concentré, dont le flacon porte le pictogramme corrosif.
1. Volume d’acide concentré à prélever : mL
Dilué 10 fois : mL d’acide concentré.
2. Volume d’eau nécessaire : mL
mL d’eau.
3. Ce qu’elle met en premier dans le bécher : l’
D’abord l’eau, puis l’acide versé peu à peu : jamais l’eau dans l’acide.
4. Ions majoritaires dans la solution diluée (formule) :
La solution reste acide : les ions H⁺ sont majoritaires.
5. Avec les 35 mL d’acide concentré qui restent dans le flacon, elle peut encore préparer au plus mL d’acide dilué 10 fois.
Dilué 10 fois : volume final mL.
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