Terminale – Physique-chimie · Constitution et transformations de la matière

Acides, bases et pH

Exercices corrigés de physique-chimie (Terminale) sur les acides et les bases : couples acide/base, pH, relation pH = −log[H3O+], dilution et solutions.

5 exercices
60 min
Corrigé détaillé

L’essentiel à retenir

Selon Brønsted, un acide est une espèce capable de céder un proton H⁺ ; une base est capable d’en capter un. Exemple de couple : $CH_{3} COOH / CH_{3} COO^{-}$ .
Le pH d’une solution diluée : $pH = - lo g (\frac{[ H _{3} O ^{+} ]}{c °})$ , avec $c ° = 1$ mol/L. Réciproquement $[H_{3} O^{+}] = 1 0^{- pH}$ mol/L.
À 25 °C, une solution est acide si pH < 7, neutre si pH = 7, basique si pH > 7.

Exercice 1

Couples

Pour commencer

Donne la base conjuguée de : a) $HCl$ b) $NH_{4}^{+}$ c) $H_{2} O$ (considérée comme acide)

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a) $Cl^{-}$ b) $NH_{3}$ c) $HO^{-}$

Exercice 2

Calculer un pH

Pour commencer

Calcule le pH d’une solution telle que $[H_{3} O^{+}] = 1, 0 \times 1 0^{- 3}$ mol/L.

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$pH = - lo g (1, 0 \times 1 0^{- 3}) = 3, 0$ .

Exercice 3

Concentration à partir du pH

Pour s’entraîner

Une solution a un pH de 2,5. Calcule $[H_{3} O^{+}]$ .

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$[H_{3} O^{+}] = 1 0^{- 2, 5} \approx 3, 2 \times 1 0^{- 3}$ mol/L.

Exercice 4

Dilution

Pour s’entraîner

On dilue 10 fois une solution d’acide chlorhydrique (acide fort) de pH 2,0. Quel est le nouveau pH ?

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Pour un acide fort, $[H_{3} O^{+}]$ est divisée par 10 : elle passe de $1 0^{- 2}$ à $1 0^{- 3}$ mol/L. Le pH passe de 2,0 à 3,0.

Exercice 5

Acide fort ou faible ?

Pour aller plus loin

Une solution d’acide éthanoïque de concentration $c = 1, 0 \times 1 0^{- 2}$ mol/L a un pH de 3,4. Cet acide réagit-il totalement avec l’eau ?

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Si la réaction était totale, on aurait $[H_{3} O^{+}] = c = 1 0^{- 2}$ mol/L et pH = 2,0. Or pH = 3,4, donc $[H_{3} O^{+}] = 1 0^{- 3, 4} \approx 4, 0 \times 1 0^{- 4}$ mol/L, bien inférieur à $c$ : la réaction est limitée, c’est un acide faible.