Pourquoi dans l'eau 0<pH<14?

[invitef6580c44]

Bonjour joyeux chimistes !

La définition du pH est pH=-log(H+), où (H+) est l'activité de H+
J'ai cherché sur internet: aucune justification de 0<pH<14 dans l'eau.
Pouvez-vous m'aider?
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[PaulHuxe]

Tu es limité par l'autoprotolyse de l'eau :
H2O = H+ + OH-, constante 10^-14 ; activité de l'eau prise à 1 car solvant (largement majoritaire)
Imaginons que tu te trouves avec une quantité d'H+ inférieure à 10^-14 mol/L, la solution va naturellement "fabriquer" des H+ par cette réaction d'autoprotolyse pour se ramener à un taux plus habituel.
D'autre part, le pH dépend de l'activité de H+ et pas de sa concentration. A concentration faible, c'est pas un souci, on assimile les deux. Mais à concentration forte, l'activité augmente moins vite que la concentration et a tendance, normalement, à tendre vers 1.

De fait, il est difficile (et là je nuance un peu...) de sortir de la zone 0-14 dans l'eau

[invitef6580c44]

Merci d'avoir répondu. Mais:
tu dis l'activité tend normalement vers 1 donc pH reste >0.
J'ai fait une simulation sur une solution de HCl jusqu'à 5 mol.l^1, en utilisant les valeurs du modèle SIT pour l'activité de H+: la courbe donnant -log(activité) a la même allure que -log([H+]). pas de tendance à tendre vers -log 1 = 0 et rien de spécial au passage par pH=0.

[mx6]

La molécule d'eau est un amphotère !
C'est à dire qu'il peut réagir avec les bases et avec les acides !
Donc son pH varie !!

Moi je l'explique comme ca, désolé mais je ne suis pas un spécialiste dans la chimie pour faire mieux !

[A voir en vidéo sur Futura]

[PaulHuxe]

J'ai nuancé ma réponse en disant qu'il était difficile de sortir de cette zone, mais ce n'est pas impossible.
Avec une activité de 5, on trouve un pH de -0,6. Mais à 5 mol/L, ton activité est plus faible, même si l'allure est conservée.

[invitef6580c44]

Hi again!
à partir d'une concentration de HCl égale à 1.8 mol.l^-1, on passe de activité < [H+] à activité>[H+].
Toujours d'après le modèle SIT, à 5Mol.l^-1, pH = -1.
Curieux, non?

[mach3]

Toujours d'après le modèle SIT, à 5Mol.l^-1, pH = -1.

déjà c'est un modèle... je connais pas ses limites mais si tu l'utilises en dehors de ces limites ne t'etonnes pas d'avoir des résultats incohérents.

ensuite, 5 mol/L ça commence à faire... l'activité de l'eau n'est plus du tout de 1 (pour un mélange idéal ça ferait dans les 0,9 comme activité), donc même en supposant que concentration = activité, on n'a plus la relation H⁺.OH^-=10^-14

m@ch3

[invitef6580c44]

* Les courbes et les tableaux sont donnés jusqu'à 5mol.l^-1. J'utilise un petit freeware SIT.EXE téléchargeable ici:
http://www.iupac.org/projects/2000/2000-003-1-500.html

* La seule incohérence que je constate, c'est avec pH>0.
Je ne vois aucun difficulté à franchir ce seuil ???

* Mais pourquoi parles-tu des OH-?
A ces concentrations l'autoprotolyse de l'eau doit être hyper négligeable!