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- Savoir utiliser le papier pH et le pH-mètre pour mesurer le pH d'une solution. -
Interpréter l'échelle de pH pour déterminer le caractère acide, basique ou
neutre d'une solution. |
🧪 Identification du caractère acide ou basique d'une solution aqueuse - Notion de pH
Activité expérimentale : Identification du caractère acide ou basique
Comment le chimiste peut-il comparer l'acidité de ces deux solutions ? Comment procède-t-il pour distinguer et caractériser les solutions acides et les solutions basiques ?
Contexte de l’activité : Découvrir des méthodes pour identifier le caractère acide ou basique d'une solution aqueuse et introduire la notion de pH.
Document 1: Protocole expérimental :
1-À l'aide du papier pH, estimer la valeur du pH de ces solutions.
3-Mesurer le pH des autres solutions : acide chlorhydrique diluée, jus d'orange, eau distillée, lessive diluée, hydroxyde de sodium diluée, chlorure de sodium.
- Voici le tableau des résultats, mesurées par le pH-mètre :
| Solution | pH (Valeur typique au pH-mètre) | Nature (Acide / Neutre / Basique) |
|---|---|---|
| Acide chlorhydrique diluée | 1.5 | Acide |
| Jus d'orange | 4.3 | Acide |
| Eau distillée | 7.0 | Neutre |
| Lessive diluée | 10.5 | Basique |
| Hydroxyde de sodium diluée | 12.5 | Basique |
| Chlorure de sodium (eau salée) | 7.0 | Neutre |
Document 2 :Échelle de pH et nature des solutions
❓ Questions
1. Observer les deux instruments utilisés pour mesurer le pH. Nommer-les.
Les deux instruments sont le papier pH et le pH-mètre.
2. Quelles sont les valeurs limites de l'échelle de pH ?
Les valeurs limites de l'échelle de pH sont généralement de 0 à 14.
3. Décrire comment utiliser le papier pH.
Pour utiliser le papier pH, on dépose une goutte de la solution à tester sur une bandelette. La couleur prise par le papier est ensuite comparée au nuancier fourni pour estimer la valeur du pH.
4. Décrire comment utiliser le pH-mètre.
Pour utiliser le pH-mètre, on rince l'électrode à l'eau distillée, puis on la plonge dans la solution. La valeur du pH s'affiche sur l'écran.
5. Classer les solutions (acide chlorhydrique, jus d'orange, etc.).
Classement (basé sur la connaissance) :
- Acides : Acide chlorhydrique diluée, jus d'orange.
- Neutre : Eau distillée, chlorure de sodium.
- Basiques : Lessive diluée, hydroxyde de sodium diluée.
6. Rédiger une conclusion (comment déterminer le caractère, ion majoritaire).
Pour déterminer le caractère, on mesure le pH. Si pH < 7, la solution est acide (ions H+ majoritaires). Si pH = 7, elle est neutre. Si pH > 7, elle est basique (ions HO− majoritaires).
🏁 Conclusion
Pour identifier le caractère acide ou basique, on utilise le pH (papier pH ou pH-mètre).
L'échelle de pH va de 0 à 14 :
- pH < 7 : Solution acide (ions H+ majoritaires).
- pH = 7 : Solution neutre.
- pH > 7 : Solution basique (ions HO− majoritaires).
✏️ Exercice d’application
Énoncé : On mesure le pH de trois solutions : A (pH=3), B (pH=7), C (pH=11). Indiquer la nature de chaque solution et l'ion majoritaire dans A et C.
Voir la solution
💧 L'effet de la dilution sur le pH d'une solution aqueuse
Activité expérimentale : L'effet de la dilution
Comment doit-on réaliser une dilution ? Comment évolue le pH d'une solution lors d'une dilution ?
Protocole et Documents
2-À l'aide d'une pipette graduée, prélever 10 mL de la solution mère et verser-les dans un bécher contenant 90 mL d'eau distillée, puis mesurer le pH de la solution obtenue (Doc.2).
Document 1 : dilution de la solution acide
Document 2 : dilution de la solution basique
❓ Questions
1. La solution mère (pH=0.53) est-elle acide ou basique ?
Elle est acide (car pH < 7).
2. Comment a évolué le pH après la dilution (pH=3.05) ?
Le pH a augmenté (3.05 > 0.53).
3. Quel est l'effet de la dilution sur une solution acide ?
La dilution d'une solution acide augmente le pH, le rapprochant de 7.
4. Quel effet prévoirait-on sur une solution basique ?
La dilution d'une solution basique diminuerait le pH, le rapprochant également de 7.
🏁 Conclusion
La dilution d'une solution aqueuse (acide ou basique) tend à rapprocher son pH de 7 (neutralité).
- Si on dilue un acide : son pH augmente.
- Si on dilue une base : son pH diminue.
🚫 DANGER : Ne JAMAIS verser d'eau dans un acide ou une base concentrés !
❌ FAUX : Eau → Acide ou base (Réaction violente, projections dangereuses)
✅ CORRECT : Acide ou base → Eau (Dilution sécuritaire)
Verser l'acide concentré lentement dans l'eau, en agitant constamment.
✏️ Exercice d’application
Énoncé : On a une solution d'acide chlorhydrique de pH = 2. On la dilue. Quelle valeur est possible pour le nouveau pH : 1, 3, 7, ou 9 ?
Voir la solution
Le pH initial est 2 (acide). En diluant un acide, le pH augmente (se rapproche de 7). La seule valeur possible est 3.
⚠️ Les précautions à prendre lors de l'utilisation des solutions acides et basiques
Activité documentaire : Les précautions
Document: Gestes qui sauvent et Pictogrammes
⚠️ Dangers principaux
- 🔥 Corrosion : Provoque des brûlures de la peau et des tissus
- 👁️ Lésions oculaires graves : Peut causer des dommages irréversibles aux yeux
- 🫁 Irritation respiratoire : Irritant pour les voies respiratoires
- ☠️ Toxicité : Toxique en cas d'ingestion
☠️ Pictogrammes de danger
🛡️ Équipements de Protection Individuelle (EPI)
Protection obligatoire :
- 🧤 Gants : Protègent les mains des brûlures chimiques
- 🥽 Lunettes de protection : Protègent les yeux des projections
- 🥼 Blouse de laboratoire : Protège la peau et les vêtements
- 💨 Hotte aspirante : Si nécessaire pour les vapeurs toxiques
🚑 Conduite à tenir en cas d'accident
En cas de contact avec la peau :
✓ Rincer immédiatement et abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes
✓ Retirer les vêtements contaminés
✓ Consulter un médecin
En cas de contact avec les yeux :
✓ Rincer avec précaution à l'eau pendant plusieurs minutes
✓ Retirer les lentilles de contact si possible
✓ Consulter immédiatement un médecin
En cas d'inhalation :
✓ Transporter la personne à l'extérieur
✓ La maintenir au repos dans une position confortable
✓ Faire respirer de l'air frais
En cas d'ingestion :
✓ Boire beaucoup d'eau
✓ NE PAS faire vomir
✓ Appeler immédiatement un centre antipoison
❓ Questions
1. Quel est le danger principal indiqué par les pictogrammes ?
Le danger de "corrosion" : les produits peuvent attaquer et détruire les tissus vivants.
2. Citer trois équipements de protection individuelle (EPI).
Gants, lunettes de protection, et blouse.
3. Que faire en cas de contact avec la peau ou les yeux ?
Rincer immédiatement et abondamment à l'eau pendant plusieurs minutes.
4. Pourquoi ne faut-il jamais verser d'eau dans un acide concentré ?
Car cela provoque une réaction très exothermique (chauffe) pouvant causer des projections dangereuses. Il faut verser l'acide dans l'eau.
🏁 Conclusion
Les solutions acides et basiques concentrées sont dangereuses et corrosives.
Il est crucial de porter des EPI (gants, lunettes, blouse).
Pour diluer un acide ou basique : toujours verser l'acide ou base dans l'eau, jamais l'inverse.
✏️ Exercice d’application
Énoncé : Un élève va manipuler une solution d'hydroxyde de sodium. Quelles sont les trois précautions principales ?
Voir la solution
Il doit porter :
- Des lunettes de protection.
- Des gants.
- Une blouse.