Calcul du pH

[Scientist_75]

Bonjour,

Comme on le sait tous, en chimie on défini pH = -log([H+]) mais si en solution aqueuse on imagine que la concentration en H+ tend vers 0 mol/L, alors le pH tend vers - infini ? Cela a t-il vraiment un sens ?
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[HarleyApril]

Bonjour

Pour avoir une teneur en H+ extrêment faible, tu es obligé d'avoir une concentration en OH- très élevée.
Du coup, on n'est plus dans le cadre des solutions diluées et la notion de pH n'est plus valide.

(voir la différence entre concentration et activité)

Cordialement

[moco]

En solution aqueuse, les dilutions successives d'une solution acide ont un pH qui tend vers 7, et ne peut pas le dépasser. A un degré de dilution suffisant, la quantité d'acide ajouté tend vers zéro, mais l'autoprotolyse de l'eau fait que la concentration en ion H+ ne dépend que de l'eau. C'est l'eau qui fournit la concentrations limite en H+, et pas l'acide ajouté.

[Sethy]

Si on s'en tient au pH, tout est dit.

Mais si on s'intéresse par exemple à l'électrochimie, on retrouve des formules en logarithme d'une "concentration" (même pour le pH, plutôt que de concentration, on devrait parler d'activité, mais ne compliquons pas).

Exemple type, le potentiel d'une électrode Cuivre plongé dans une solution de sel de Cuivre est donné par la relation de Nernst qui est de la forme : E = a + b . log ([Cu++]).

Pourquoi ? Parce qu'il y a la demi-réaction suivante :

Cu <-> Cu++ + 2e-

Cas particulier, si la solution a un titre d'1 mol/l, dans ce cas E = a (puisque le log (1) = 0).

Mais la question se pose du potentiel d'une électrode de Cuivre plongée dans une solution qui ne contient pas de sels de Cuivre. Que se passe-t-il alors ?

En toute logique, on a un log(0), ce qui devrait donner un potentiel infini. Dans les faits, ce qu'on observe, c'est qu'on ne peut pas prédire le potentiel de l'électrode (il varie d'une électrode à l'autre). Ce qu'on dit c'est que ce potentiel dépend du "passé" de l'électrode. Evidemment, dès qu'on ajoute un tout petit peu de sels de Cuivre, le potentiel se cale sur la valeur attendue.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Dès qu'on met un morceau de cuivre dans de l'eau pure, il se forme aussitôt un ou deux ou plusieurs ions Cu²⁺ qui passent en solution, tandis que les électrons produits se perdent à la surface de la Terre. Donc la concentration en ion Cu²⁺ n'est pas nulle. Elle est extrêmement petite, mais pas nulle. Donc le potentiel redox n'est pas infini.