Quelques ions, le pH, les solutions acides et basiques – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges
- Comment reconnaître la présence de certains ions en solution ?
- Que nous apprend la valeur du pH
I. Tests de reconnaissance de quelques ions :
Pour mettre en évidence la présence d’ions dans des solutions, on réalise des réactions de précipitation.
Définition : on appelle « précipité » un solide qui apparaît dans un liquide homogène. Lorsqu’un précipité apparaît on appelle cela une « précipitation ».
Expériences :
1. Test de reconnaissance des ions de chlorure :
Dans un tube a essai, versons environ 1 ml d’une solution de chlorure de sodium. A l’aide d’une pipette, ajoutons quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent.
Observation : précipité blanc qui noircit à la présence de la lumière.
2. Test de reconnaissance des ions de cuivre, fer II et fer III :
Dans un tube à essai versons environ 1 ml d’une solution :
a. de sulfate de cuivre
b. de sulfate de fer II
c. de chlorure de fer III.
Observations :
a. précipité bleu
b. précipité vert.
c. précipité couleur rouille.
Interprétation et conclusion :
Pour tester la présence d’un ion dans une solution, il suffit d’ajouter quelques gouttes d’un réactif et observer le résultat :
1 er cas : formation du précipité est synonyme de la présence de l’ion dans la solution.
2 éme cas : la non formation d’un précipité est synonyme de l’absence de l’ion dans la solution.
Le tableau suivant nous donne les réactifs et la couleur des précipités des différents ions considérés.
II. Mesure du pH des solutions
Le pH d’une solution aqueuse permet de savoir si une solution est acide, neutre ou basique.
Le pH d’une boisson se mesure à l’aide d’un papier indicateur de pH ou avec un appareil appelé pH-mètre.
Expériences :
1. Dans un bécher, versons environ 1 mL de boisson au cola, à l’aide d’un pH-mètre mesurons son pH.
Réalisons la même expérience avec du jus de citron, puis avec du vinaigre.
2. Dans un bécher, versons environ 1 mL d’eau de Volvic, à l’aide d’un pH-mètre mesurons son pH.
3. Dans un bécher, versons environ 1 mL d’eau de Javel, à l’aide d’un pH-mètre mesurons son pH, réalisons la même expérience avec de la soude puis avec de l’ammoniaque.
Interprétation du pH :
Toutes les solutions aqueuses contiennent des molécules d’eau, des ions hydrogène H+ et des ions hydroxyde OH–.
Une solution dont le pH est égal à 7 (neutre) contient autant d’ions H+ que d’ions OH–.
Une solution acide, comme l’acide chlorhydrique (H+, Cl–) , a un pH inférieur à 7 car elle contient davantage d’ions H+ que d’ions OH–. Ce sont les ions H+ qui sont responsables de l’acidité.
Une solution basique, comme la soude (Na+, OH–), a un pH supérieur à 7 car elle contient davantage d’ions OH– que d’ions H+. Ce sont les ions OH– qui sont responsables de la basicité.
III. Effet de la dilution sur le pH des solutions :
Les produits ménagers sont souvent des solutions acides ou basiques très concentrés et pour les utiliser il est peut être nécessaire d’effectuer une dilution, c’est à dire d’ajouter de l’eau.
Afin de respecter les règles de sécurité nous réalisons une dilution en quartes étapes comme suit :
1. verser un peu d’acide chlorhydrique dans un bécher et mesurer le pH de la solution, noter que le pH est égal à 2.12 la solution est donc trés acide.
2. Prélever une petite quantité d’acide a l’aide d’une pipette, attention l’acide chlorhydrique étant corrosif utiliser des gants et des lunettes pour la manipulation.
3. Verser l’acide contenu dans la pipette dans un autre bécher contenant de l’eau distillé, attention verser l’acide dans l’eau et jamais l’eau dans l’acide.
4. Mesurer le pH de la solution diluée, noter que le pH est égal a 3.06, le pH a augmenté, donc la solution est moins acide.
Conclusion :
Quand on dilue une solution acide, elle devient moins acide et son pH se rapproche de 7.
Quand on dilue une solution basique, elle devient moins basique et son pH se rapproche de 7.
Les solutions acides ou basiques (certains produits ménagers) sont corrosives lorsqu’elles sont concentrées. Il est souvent nécessaire de les diluer pour les utiliser.
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