La qualité de l’eau et le pH sont souvent mentionnés dans la même phrase. Le pH est un facteur très important, car certains processus chimiques ne peuvent avoir lieu que lorsque l’eau a un certain pH. Par exemple, les réactions au chlore n’ont lieu que lorsque le pH a une valeur comprise entre 6,5 et 8.
Le pH est une indication de l’acidité d’une substance. Il est déterminé par le nombre d’ions hydrogène libres (H+) dans une substance.
L’acidité est l’une des propriétés les plus importantes de l’eau. L’eau est un solvant pour presque tous les ions. Le pH sert d’indicateur qui compare certains des ions les plus solubles dans l’eau.
Le résultat d’une mesure du pH est déterminé par une considération entre le nombre d’ions H+ et le nombre d’ions hydroxyde (OH-). Lorsque le nombre d’ions H+ est égal au nombre d’ions OH-, l’eau est neutre. Elle aura alors un pH d’environ 7.
Le pH de l’eau peut varier entre 0 et 14. Lorsque le pH d’une substance est supérieur à 7, il s’agit d’une substance basique. Lorsque le pH d’une substance est inférieur à 7, il s’agit d’une substance acide. Plus le pH est supérieur ou inférieur à 7, plus une solution est basique ou acide.
Le pH est un facteur logarithmique ; lorsqu’une solution devient dix fois plus acide, le pH diminue d’une unité. Lorsqu’une solution devient cent fois plus acide, le pH diminue de deux unités.
Le terme courant pour le pH est l’alcalinité.
| Le mot pH est l’abréviation de « pondus Hydrogenium ». Cela signifie littéralement le poids de l’hydrogène. Le pH est une indication du nombre d’ions hydrogène. Il est né lorsqu’on a découvert que l’eau est constituée d’ions hydrogène (H+) et d’ions hydroxyde (OH-). Le pH n’a pas d’unité, il est simplement exprimé en nombre. Lorsqu’une solution est neutre, le nombre d’ions hydrogène est égal au nombre d’ions hydroxyde. Lorsque le nombre d’ions hydroxyde est plus élevé, la solution est basique. Lorsque le nombre d’ions hydrogène est plus élevé, la solution est acide. |
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Saviez-vous que le pH du Coca-Cola est d’environ 2 ? Et saviez-vous qu’il est inutile de mesurer le pH de l’eau RO ou de la demi-eau ? L’eau semi-liquide et l’eau RO ne contiennent pas d’ions tampons. Cela signifie que le pH peut être aussi bas que 4, mais il peut aussi être aussi élevé que 12. Les deux types d’eau ne sont pas facilement utilisables sous leur forme naturelle. On les mélange toujours avant de les utiliser! |
Méthodes pour déterminer le pH
Il existe plusieurs méthodes différentes pour mesurer le pH. L’une d’entre elles consiste à utiliser un morceau de papier indicateur de pH. Lorsque le papier est poussé dans une solution, il change de couleur. Chaque couleur différente indique une valeur de pH différente. Cette méthode n’est pas très précise et ne permet pas de déterminer des valeurs de pH plus exactes. C’est pourquoi il existe aujourd’hui des cordes à essai capables de déterminer des valeurs de pH plus petites, comme 3,5 ou 8,5.
La méthode la plus précise pour déterminer le pH consiste à mesurer un changement de couleur dans une expérience de laboratoire de chimie. Avec cette méthode, on peut déterminer des valeurs de pH, comme 5,07 et 2,03.
Toutes ces méthodes ne sont pas adaptées pour déterminer une évolution du pH dans le temps.
L’électrode de pH
Une électrode de pH est un tube suffisamment petit pour le mettre dans des bocaux à échantillons. Elle est reliée à un pH-mètre au moyen d’un câble. Un type spécial de fluide se trouve à l’intérieur de l’électrode ; il s’agit généralement de « chlore de kalium 3M ». Certaines électrodes contiennent un gel qui a les mêmes propriétés que le liquide 3M. Dans le fluide se trouvent des fils d’argent et de platine. Le système est assez fragile, car il contient une petite membrane. Les ions H+ et OH- pénètrent dans l’électrode à travers cette membrane. Les ions vont créer une charge légèrement positive et une charge légèrement négative à chaque extrémité de l’électrode. Le potentiel des charges détermine le nombre d’ions H+ et OH- et, lorsque ce nombre est déterminé, le pH apparaît numériquement sur le pH-mètre. Le potentiel est co-dépendant de la température de la solution. C’est pourquoi la température est également présentée sur le pH-mètre.
Acides et bases
Lorsque les acides entrent dans l’eau, les ions vont se séparer. Par exemple, le chlorure d’hydrogène va se séparer en ions hydrogène et chlore (HCL à H+ + CL-).
Les bases subissent également une séparation de leurs ions lorsqu’elles entrent dans l’eau. Lorsque l’hydroxyde de sodium entre dans l’eau, il va se séparer en ions sodium et hydroxyde (NaOH à Na+ + OH-).
Lorsqu’une substance acide se retrouve dans l’eau, elle va céder un ion hydrogène à l’eau. L’eau devient alors acide. Le nombre d’ions hydrogène que l’eau va recevoir détermine le pH. Lorsqu’une substance basique pénètre dans l’eau, elle absorbe des ions hydrogène. Cela augmentera le pH de l’eau.
Quand une substance est fortement acide, elle donnera plus d’ions H+ à l’eau. Les bases fortes vont céder plus de OH-.
Voici résumée une liste de produits et leur pH :
| pH | produit | 14 | hydroxyde de sodium | 13 | lye | 12.4 | lyme |
| 11 | ammoniac |
| 10,5 | manganèse | 8.3 | poudre à pâte |
| 7,4 | sang humain |
| 7.0 | eau pure |
| 6,6 | lait |
| 4,5 | tomates |
| 4.0 | hiver |
| 3,0 | pommes | 2.0 | jus de citron |
| 0 | acide chlorhydrique |