^{Acides, bases et pH - Acides et bases forts}

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Les acides et bases forts sont des substances que l'eau  dissocie entièrement:

Acides forts

HCl + H₂O      H₃O⁺ + Cl^–                       HCl est entièrement dissocié

Cela signifie que la base conjuguée Cl^– n'a aucune tendance à se lier avec H₃O⁺ pour former HCl (réaction inverse). Donc le ion Cl^– n'est pas basique, ont dit que Cl^– est une base conjuguée indifférente (pour signifier qu'elle n'a pas d'affinité avec H₃O⁺).

Calcul du pH

Chaque molécule de HCl donne un H₃O⁺. Si on appelle C_o la concentration de la solution de HCl, on peut dire que  [H₃O⁺] = C_o   et donc que     pH = - log C_o

N.B. Ceci si on néglige la quantité de H₃O⁺ apportés par l'eau, ce qui est presque toujours le cas (seule une molécule sur plusieurs millons subit l'autoprotolyse)

Exemple: HCl 0,1mol/L            pH = 1

Bases fortes

NaOH       Na⁺ + OH^–                         NaOH est entièrement dissocié

Cela signifie que l'acide conjugué Na⁺ n'a aucune tendance à se lier avec OH ^– pour former NaOH (réaction inverse). Donc le ion Na⁺ n'est pas acide, ont dit que Na⁺ est un acide conjugué indifférent (pour signifier qu'il n'a pas d'affinité avec OH ^– )

Calcul du pH

On a [OH^-] = C_o            or             [H₃O⁺] = 10^-14 / [OH^-]

pH = - log [H₃O⁺] = - log (10^-14/[OH^-])  ce qui donne  pH = 14 + log C_o

Exemple: NaOH 0,1mol/L            pH = 14 - 1 = 13

Exercices

Exercice 1:Quel est le pH d'une solution aqueuse renfermant 6,3 mg de HNO₃ dans 100 ml ?   

Exercice 2:Quel est le pH d'une solution renfermant 1 g/l de HCl ?   

Exercice 3:Une solution aqueuse de HNO₃ a un pH de 2, quelle est sa concentration en mol/l et en g/l ?      

Exercice 4:Quel est le pH d'une solution de NaOH 10^–1 mol/l ?    

Exercice 5:Quel est le pH d'une solution aqueuse renfermant 1 g de NaOH par litre ?   

Exercice 6:Une solution de NaOH a un pH de 13,5. Quelle est la concentration du NaOH en mol/l et en g/l ?   

Exercice 7:On met dans un jaugé de 10 litres 30 grammes d'une solution 25% de HCl (ceci veut dire que nous avons 25 grammes de HCl dans 100 grammes de cette solution concentrée). On complète au trait de jauge et on mélange la solution. Quelle est le pH de cette solution?  

Exercice 8:Calculez la molarité initiale de HCl et les molarités de H₃0⁺, Cl^- et OH^- dans une solution qui contient 0,48 mol de HCl dans 500 mL de solution.    

Exercice 9:Calculer le pH et le pOH de chacune des solutions aqueuses d'acide fort ou de base forte :
(a) HNO₃ 0,010 M; (b) HCl  0,22 M ; (c) Ba(OH)₂ 1,0 · 10^-3 M ;
(d)10,0 mL de KOH 0,022 M après dilution à 250 mL ;
(e) 14,0 mg de NaOH dissous dans 250 mL de solution ;
(f) 50,0 mL de HBr 0,00043 M après dilution à 250 mL.