Solutions acides et basiques Physique-Chimie 4e
⚡ Physique-Chimie🎒 4e (collège)✅ 12 exercices corrigés ⬇️
En bref : Le pH mesure l'acidité d'une solution aqueuse, de zéro à quatorze. En dessous de sept, la solution est acide, comme le vinaigre ou le jus de citron. À sept, elle est neutre, comme l'eau pure. Au-dessus de sept, elle est basique, comme l'eau de Javel ou le savon. On le mesure avec du papier pH ou un pH-mètre. Diluer un acide dans l'eau rapproche son pH de sept. Acides et bases concentrés sont corrosifs : lunettes et gants obligatoires.
📖 La leçon
Astuce : diluer un acide dans l'eau rapproche son pH de 7 ; acides et bases concentrés sont corrosifs, d'où lunettes et gants.
🖼️ Le schéma à retenir
L'essentiel à retenir
Le pH est un nombre sans unité, compris entre 0 et 14 pour les solutions aqueuses courantes, qui indique si une solution est acide, neutre ou basique. Une solution acide a un pH inférieur à 7 : plus le pH est proche de 0, plus elle est acide (acide chlorhydrique de l'estomac : pH 1 à 2 ; jus de citron : 2 ; vinaigre : 3 ; café : 5). L'eau pure est neutre, pH 7. Une solution basique a un pH supérieur à 7 (sang : 7,4 ; savon : 10 ; eau de Javel : 12 ; déboucheur : 14).
Au niveau microscopique, l'acidité est due aux ions hydrogène H⁺ : plus une solution en contient, plus son pH est bas. Les solutions basiques contiennent au contraire beaucoup d'ions hydroxyde HO⁻. Quand on dilue une solution acide dans de l'eau, la concentration en ions H⁺ diminue et le pH augmente, en se rapprochant de 7 sans jamais le dépasser. De même, diluer une base fait baisser son pH vers 7.
On mesure le pH avec du papier pH, qui change de couleur, ou plus précisément avec un pH-mètre. Les solutions très acides ou très basiques sont corrosives : elles attaquent la peau, les yeux et de nombreux matériaux. Au laboratoire, on porte lunettes, gants et blouse, et on verse toujours l'acide dans l'eau, jamais l'inverse. Les pictogrammes de danger sur les flacons signalent ces risques. Un acide réagit avec les métaux (fer, zinc) en produisant du dihydrogène, et avec le calcaire en dégageant du dioxyde de carbone.
Vocabulaire
- pH — grandeur sans unité, de 0 à 14, qui mesure l'acidité.
- Acide — solution de pH inférieur à 7, riche en ions H⁺.
- Basique — solution de pH supérieur à 7, riche en ions HO⁻.
- Neutre — solution de pH 7, comme l'eau pure.
- Dilution — ajout d'eau qui rapproche le pH de 7.
- Corrosif — qui détruit les tissus vivants et les matériaux.
La question de devoir
« On mesure un pH de 3 pour une solution. Qu'en déduit-on, et comment évolue le pH si on ajoute de l'eau ? » Plan : 1) pH 3 inférieur à 7 : solution acide, riche en ions H⁺ ; 2) la dilution diminue la concentration en ions H⁺ ; 3) le pH augmente vers 7 sans le dépasser, la solution reste acide mais moins.
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✏️ 12 exercices corrigés : solutions acides et basiques
Touche une réponse : elle est corrigée tout de suite, avec l'explication.
1. Une solution de pH 3 est …
✔ Réponse : acide
Tout pH inférieur à 7 indique une solution acide. Le pH 3 est celui du vinaigre ou d'un soda : nettement acide mais sans danger pour la peau.
2. Quel est le pH de l'eau pure ?
✔ Réponse : 7
L'eau pure est neutre, ni acide ni basique. Attention, l'eau du robinet ou de pluie peut avoir un pH légèrement différent à cause des substances dissoutes.
3. Lequel de ces produits est basique ?
✔ Réponse : l'eau de Javel
L'eau de Javel a un pH d'environ 12. Le savon, le déboucheur de canalisation ou le bicarbonate dissous sont aussi basiques. Les trois autres sont acides.
4. Avec quel instrument mesure-t-on précisément le pH ?
✔ Réponse : un pH-mètre
Le pH-mètre affiche une valeur précise grâce à une sonde plongée dans la solution. Le papier pH donne une valeur approximative par sa couleur.
5. Entre deux solutions de pH 2 et pH 5, laquelle est la plus acide ?
✔ Réponse : celle de pH 2
Plus le pH est bas, plus la solution est acide et contient d'ions H⁺. Chaque unité de pH en moins correspond à dix fois plus d'ions H⁺.
6. Quels ions sont responsables de l'acidité d'une solution ?
✔ Réponse : les ions hydrogène H⁺
Plus une solution contient d'ions H⁺, plus son pH est bas. Les solutions basiques contiennent au contraire beaucoup d'ions hydroxyde HO⁻.
7. On dilue du vinaigre (pH 3) dans beaucoup d'eau. Le pH …
✔ Réponse : augmente vers 7
L'ajout d'eau diminue la concentration en ions H⁺ : la solution devient moins acide. Le pH se rapproche de 7 mais ne peut pas dépasser celui de l'eau.
8. Quelle précaution prend-on pour manipuler un acide concentré ?
✔ Réponse : lunettes et gants
Les acides et bases concentrés sont corrosifs : ils brûlent la peau et les yeux. On porte des protections et on verse toujours l'acide dans l'eau, jamais l'inverse.
9. Quel gaz se forme quand un acide réagit avec du calcaire ?
✔ Réponse : le dioxyde de carbone
Le calcaire (carbonate de calcium) attaqué par le vinaigre ou l'acide chlorhydrique libère du CO₂ : c'est l'effervescence observée en détartrant une bouilloire.
10. Quel gaz se dégage quand l'acide chlorhydrique attaque du fer ?
✔ Réponse : le dihydrogène
Les ions H⁺ de l'acide réagissent avec le métal et forment du dihydrogène H₂, gaz qui produit une petite détonation à l'approche d'une flamme.
11. Quel est le pH approximatif du sang humain ?
✔ Réponse : 7,4
Le sang est très légèrement basique et son pH est maintenu avec précision par l'organisme, car un écart de quelques dixièmes serait dangereux.
12. On mélange une solution acide et une solution basique. Le pH du mélange …
✔ Réponse : se rapproche de 7
Les ions H⁺ de l'acide et HO⁻ de la base réagissent ensemble pour former de l'eau : l'acidité et la basicité se compensent, c'est une neutralisation.
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