La définition
pH = −log10[H+], où [H+] est la concentration en ions hydrogène en mol/L. Chaque unité de pH correspond à une concentration dix fois plus forte ou plus faible. À 25 °C, pH + pOH = 14.
Acides et bases forts
Les acides forts comme HCl se dissocient entièrement : [H+] est égal à la concentration de l’acide. HCl à 0,01 M a un pH de −log(0,01) = 2,00. Pour une base forte, calculez le pOH à partir de [OH−] et retranchez-le de 14 : NaOH à 0,01 M a un pOH de 2 et un pH de 12.
Acides faibles
Un acide faible ne se dissocie qu’en partie, selon sa constante d’acidité Ka. Si l’acide n’est pas trop dilué, [H+] ≈ √(Ka × C). Pour l’acide acétique à 0,1 M, pKa 4,76 : √(10−4,76 × 0,1) = 1,3 × 10−3 M, soit un pH d’environ 2,9.
Les tampons
Un tampon est un acide faible associé à sa base conjuguée. L’équation de Henderson-Hasselbalch donne son pH : pH = pKa + log([A−] ÷ [HA]). Pour un tampon acétate à pH 5,0, le rapport base/acide vaut 105,0 − 4,76 = 1,74. Un tampon est le plus efficace à moins d’une unité environ de son pKa.
Les outils
Le Calcul de pH accepte [H+], le pOH, [OH−] et les acides et bases forts ou faibles. Le Calcul de tampon donne le rapport et les quantités d’acide et de base pour un tampon de concentration et de volume donnés.