Solutions acides, solutions basiques

1. Introduction

Il existe naturellement dans l’eau des ions hydrogène H⁺ et des ions hydroxyde HO^-. En effet, la molécule d'eau H₂O peut se "casser" spontanément en deux parties.

S’il y a autant d’ions H⁺ que d’ions HO^-, la solution est neutre.
Si les ions H⁺ sont majoritaires, la solution est acide.
Si les ions HO^- sont majoritaires, la solution est basique.

2. Le pH

Pour comparer l’acidité de plusieurs solutions entre elles, on utilise une échelle graduée en unité de pH.

Comment mesurer le pH d'une solution ?

Certains produits changent de couleur en fonction du pH de la solution avec laquelle ils sont en contact. C'est par exemple ce qui explique que les hortensias peuvent changer de couleur d'une année à l'autre.
En connaissant la couleur du produit chimique, on peut avoir une idée du pH d'une solution. Pour plus de précision, il existe des bandelettes de papier sur lesquelles sont déposées plusieurs produits différents, ce qui permet d'avoir une meilleure connaissance du pH. Cela permet de classer des solutions de la plus acide à la moins acide.
Il existe également des appareils appelés pH-mètres capables de mesurer directement le pH. Ces appareils sont plus précis, mais plus chers et il est nécessaire de les régler avant chaque utilisation.

Si on dilue une solution, le pH change-t-il ?

Comme on l'a vu lors des expériences :

Si l'on dilue une solution acide, le pH augmente et se rapproche de 7.
Si l'on dilue une solution neutre, le pH diminue et se rapproche de 7.
Une solution neutre conserve un pH neutre.

3. Effet de l'acide chlorhydrique sur les métaux

Lorsque l'on verse quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur une plaque de fer, on observe une effervescence. De même sur une plaque de zinc. En revanche, il ne se passe rien sur une plaque de cuivre.
On en déduit que l'acide chlorhydrique réagit avec certains métaux (fer ou zinc) mais pas avec d'autres (cuivre ou or).

Réaction entre l'acide chlorhydrique et le fer

Est-il possible de trouver l'équation de la réaction chimique entre l'acide chlorhydrique et le fer ?
La solution d'acide chlorhydrique est composée d'ions hydrogène H⁺ et d'ions chlorure Cl^-.
Pour caractériser le gaz qui se dégage lors de la réaction, on plonge quelques brins de paille de fer dans de l'acide chlorhydrique. Si l'on présente une flamme à l'embouchure du tube, une explosion a lieu à mi-chemin entre un sifflement et un aboiement. Ce bruit est caractéristique du gaz dihydrogène H₂.
La paille de fer finit par complètement disparaître du tube. Si l'on verse quelques goutte de cette solution dans une solution de soude, on observe un précipité vert, caractéristique des ions Fe²⁺.

La réaction est donc :

Réactif	Produit	Fe + 2H⁺ Fe²⁺ + H₂
H⁺	H₂
Cl^-	Cl^-
Fe	Fe²⁺

Schéma récapitulatif

4. Les dangers des solutions acides et basiques concentrées

Voir l'activité proposée par le livre de physique chimie collection microméga des éditions Hatier : cliquez ici.

Les pictogrammes de dangers :

Les pictogrammes ci-dessus permettent d'afficher clairement sur n'importe quelle type de substance quels sont les risques qu'ils font encourir. Ainsi il est possible de prendre les précautions nécessaires pour leur utilisation.