Cacul pH=-log([H3O+])

[JulienVictor]

Bonjour

Le logarithme décimal est supérieur à 0 lorque x est supérieur à 1.
Donc si la concentration en H3O+ dépasse 1, log([H3O+]) est positif, donc -log([H3O+)] négatif, mais pH peut il être négatif?

Cdlt
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[Kemiste]

Bonjour,

Il ne faut pas oublier que la formule pH = -log([H₃O⁺]) où [H₃O⁺] représente la concentration en H₃O⁺ n'est valable que pour les solutions diluées.
La "vrai" relation est pH = -log(aH₃O⁺), avec aH₃O⁺ = activité. Pour les solutions diluées on admet que aH₃O⁺ = [H₃O⁺]. Cette relation n'est plus valable pour les solutions concentrées.

Quand la concentration augmente, l'activité tend vers 1. Donc quand la concentration augmente, le pH tend vers -log(1) = 0. Le pH est donc toujours positif.

[JulienVictor]

Bonjour et merci

En faite dans un exo il me semblait avoir eu une concentration de 2,5 mol / L, c'est pour ca j'atais surpris de trouver un résultat négatif pour le pH, j'ai du faire une erreur au par avant alors et avoir une mauvaise concentration...

Cdlt

[mach3]

Quand la concentration augmente, l'activité tend vers 1. Donc quand la concentration augmente, le pH tend vers -log(1) = 0. Le pH est donc toujours positif.

j'ai des doutes... l'activité tend vers 1 pour un composé pur si on fait l'approximation a = X avec X la fraction molaire (c'est à dire qu'on a choisi le composé pur comme état de référence), pas la concentration.

On écrit : avec le potentiel chimique du composé à l'état pur

Si on choisit la solution molaire comme état de référence, on a l'approximation a = C mais du coup l'échelle d'activité n'est pas la même et peut tout à fait être supérieure à 1.

On écrit : avec le potentiel chimique du composé en solution molaire et C0 une constante valant 1mol/L qui garanti l'adimensionnement de l'argument du logarithme.

prenons le cas d'une solution décimolaire (considérée comme idéale), cela donne une fraction molaire de 0,18%. On a donc pour le premier cas un RTln a qui vaut -15660 J/mol et pour pour le 2e un RT ln a' de -5704J/mol (en prenant T=298K et R=8.314 SI), soit une différence d'environ 10 000 J/mol entre les deux états de référence.

Supposons qu'à l'état pur, le potentiel chimique soit nul (choix d'une origine des potentiels arbitraire), (le potentiel chimique de l'état de référence composé pur) vaut donc 0, donc le potentiel chimique du soluté de la solution décimolaire vaut -15660J/mol, ce qui nous donne un (le potentiel chimique de l'état de référence solution molaire) de -9956 J/mol.
A l'état pur donc, de combien est l'activité a' du soluté si on considère la solution molaire comme état de référence? RT ln a' doit valoir 9956 J/mol, soit une activité d'environ 55, bien supérieure à 1 donc.

Un pH inférieur à 0 n'a donc rien de choquant, par contre, la mesure, c'est autre chose, la formule liant le pH et le potentiel mesuré via l’électrode ne tenant que sous certaines conditions...

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

En résumé, le pH peut fort bien être négatif. Mais alors il n'est plus relié à la concentration des ions H3O+ de manière simple.