Échelle de pH

La concentration des ions hydronium dans une solution aqueuse est généralement écrite avec des exposants négatifs et peut être aussi petit que 1 10⁻¹⁴ molaire. Le pH a été développée par le chimiste Soren Sorenson en 1909 comme un moyen plus pratique pour comparer rapidement l'acidité de différentes solutions. Le pH d'une solution est le logarithme négatif de sa concentration en ions hydronium.

Par exemple, une solution avec une concentration hydronium de 1 10⁻⁵ molaire a un pH de 5. Plus la concentration en ions hydronium est élevée d'une solution, plus son pH est bas. Le pH étant exprimé sur une échelle logarithmique, un changement d'une seule unité correspond à une multiplication par 10 ou diminution de la concentration en ions hydronium.

Une solution avec un pH de 3 aura dix fois plus d'ions hydronium qu'une solution avec un pH 4 et cent fois plus qu'une solution avec un pH de 5. Une solution acide a une concentration plus élevée d'ions hydronium que les ions hydroxyde et un pH inférieur à 7, alors qu'une solution basique a une concentration plus faible d'ions hydronium que d'ions hydroxyde et un pH supérieur à 7. Une solution neutre à concentration égale d'ions hydronium et hydroxyde a un pH de 7.

La concentration d'ions hydroxyde peut également être exprimée en pOH. pOH est le logarithme négatif de la concentration en ions hydroxyde. Plus la concentration en ions hydroxyde est élevée, plus sa valeur pOH diminue.

La valeur du pH ou du pOH d'une solution aqueuse varie de 0 à 14. C'est parce que Kw, le constant équilibre pour l'auto-ionisation de l'eau, est égale à 1 10⁻¹⁴. Prendre le log négatif des deux côtés de l'équation donne une équation où pKw est égale à la somme du pH et du pOH.

Puisque le log négatif de 1 10⁻¹⁴ est 14, la somme du pH et du pOH d'une solution aqueuse sera toujours 14. Cela peut être utilisé pour déterminer la valeur du pH lorsque la valeur du pOH est connue et vice versa. Par exemple, une solution avec un pOH de 10 a un pH de 4.