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On verse quelques gouttes de BBT (bleu de bromothymol, jaune en milieu acide, vert en milieu neutre, bleu en milieu basique) dans de l'acide chlorhydrique dilué : la solution devient jaune. On ajoute lentement, en agitant, de la soude diluée jusqu'à obtenir une teinte verte. Interpréter l'expérience.
Le BBT jaune indique que la solution initiale est acide : elle contient un excès d'ions H+. En ajoutant la soude, on apporte des ions HO- qui réagissent avec les H+ selon H+ + HO- donne H2O. Les H+ en excès disparaissent peu à peu. La teinte verte signale que le milieu est neutre : il ne reste ni H+ ni HO- en excès, la neutralisation est atteinte et le pH est proche de 7. Les ions Na+ et Cl- n'ont pas réagi : ce sont des ions spectateurs, présents dans l'eau salée obtenue. Si l'on ajoutait encore de la soude, le BBT deviendrait bleu : la solution serait basique.
On mélange 50 mL d'une solution acide de pH égal à 2 avec un grand volume d'une solution de soude de pH égal à 13. Le pH final mesuré est égal à 12. Que peut-on conclure sur les quantités d'ions et quelle précaution de sécurité faut-il prendre ?
Un pH final de 12 est supérieur à 7 : le mélange est encore basique. Les ions H+ de l'acide ont donc tous été consommés par la réaction H+ + HO- donne H2O, et il reste des ions HO- en excès : on a apporté plus de HO- que de H+ et la neutralisation n'est pas atteinte. Pour l'atteindre, il faudrait ajouter de l'acide jusqu'à ce que le pH approche 7. Côté sécurité, une solution de pH égal à 13 est une base concentrée et corrosive : il faut porter lunettes de protection et blouse, la manipuler avec précaution, rincer abondamment à l'eau en cas de projection sur la peau et prévenir immédiatement l'enseignant.
Une solution a un pH égal à 3 et une autre un pH égal à 11. Pour chacune, dis si elle est acide ou basique et indique quel ion est en excès.
pH égal à 3 : solution acide, ions H+ en excès. pH égal à 11 : solution basique, ions HO- en excès.
Un pH inférieur à 7 caractérise une solution acide, riche en ions H+ ; un pH supérieur à 7 caractérise une solution basique, riche en ions HO-. Plus le pH s'éloigne de 7, plus le caractère acide ou basique est marqué.
Écris la réaction qui a lieu quand on mélange une solution acide et une solution basique, et nomme les ions spectateurs pour le mélange acide chlorhydrique (H+, Cl-) et soude (Na+, HO-).
H+ + HO- donne H2O. Les ions spectateurs sont Na+ et Cl-.
Seuls les ions H+ et HO- réagissent entre eux pour former de l'eau. Les ions Na+ et Cl- restent inchangés dans la solution sans participer à la transformation : ils ne figurent donc pas dans l'équation.
Après mélange d'un acide et d'une base, le pH final vaut 7. Que peux-tu dire des ions H+ et HO- du mélange, et comment s'appelle cette situation ?
Il n'y a ni excès d'ions H+ ni excès d'ions HO- : c'est la neutralisation.
Un pH égal à 7 à 25 °C signifie que les ions H+ et HO- ont été apportés en quantités égales et ont réagi ensemble pour former de l'eau. Le mélange est neutre : on parle de neutralisation.
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