Terminale S 2016-2017

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Calculer la concentration en ion H3O+ à partir du pH

Le pH définit le caractère acide d'une solution. Il correspond à l'opposé du logarithme décimal de la concentration en ions hydronium. Si le pH est connu, on peut calculer la concentration des ions hydronium en solution.

Une solution a un pH égal à 3,5. Déterminer la concentration en mol.L−1 des ions hydronium en solution.

Etape 1

Rappeler la définition du pH

On rappelle que \(\displaystyle{pH = -log\left(\left[\ce{H3O+}\right]\right)}\).

La définition du pH est :

\(\displaystyle{pH = -log\left(\left[\ce{H3O+}\right]\right)}\)

Etape 2

Manipuler la relation pour exprimer la concentration en ions hydronium \(\displaystyle{\left[ \ce{H3O+} \right]}\)

On manipule la relation pour exprimer la concentration en ions hydronium \(\displaystyle{\left[ \ce{H3O+} \right]}\) en fonction du pH. On obtient :

\(\displaystyle{\left[\ce{H3O+}\right] = 10^{-pH}}\)

On a donc :

\(\displaystyle{\left[\ce{H3O+}\right] = 10^{-pH}}\)

Etape 3

Relever la valeur du pH

On relève la valeur du pH qui s'exprime sans unité.

Ici, on a :

\(\displaystyle{pH=3,5}\)

Etape 4

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique afin de calculer la valeur de la concentration en ions hydronium.

On obtient donc :

\(\displaystyle{ \left[\ce{H3O+}\right] = 10^{-3,5}}\)

\(\displaystyle{ \left[\ce{H3O+}\right] = 3,16\times10^{-4}}\) mol.L−1

Etape 5

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit le résultat avec le même nombre de chiffres significatifs que le pH.

Le résultat doit être écrit avec deux chiffres significatifs :

\(\displaystyle{ \left[\ce{H3O+}\right] = 3,2\times10^{-4}}\) mol.L−1