En solution aqueuse, le \text{pH} est défini à partir de la relation suivante :
\text{pH}= - \log \left( \dfrac{[\text{H}_3\text{O}^+]}{c°} \right)

[\text{H}_3\text{O}^+] : concentration en ion oxonium (mol⋅L^-1)
c° : concentration standard égale à c° = 1 mol⋅L^-1

Papier pH circulaire : gamme de couleurs 1 à 11 pour mesurer l'acidité/alcalinité.

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Doc. 3
Matériel disponible

Solution S₁ d'acide chlorhydrique de concentration c = 0{,}100 mol⋅L^-1
Eau distillée
pH‑mètre et papier \text{pH}
Deux béchers de 100 mL
Éprouvettes de 10 et 100 mL
Pipettes jaugées de 5{,}0 mL, 10{,}0 mL et 20{,}0 mL
Pipette compte‑gouttes
Fioles jaugées de 50{,}0 et 100{,}0 mL
Gants et lunettes de protection
Tableur‑grapheur

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Doc. 4
Programme Python

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Points de mesure
c, pH = [], [] # A remplir
# Trace du modele
cth = np.arange(1e-4, 1, 0.0001)
pHth = -np.log10(cth)

plt.xlabel('Concentration en quantite de matiere c (mol/L)')
plt.ylabel('pH de la solution')
plt.title('Evolution du pH en fonction de la concentration en ion H3O+')
plt.plot(cth, pHth, color='red', label='Modelisation')
plt.scatter(x=c, y=pH, marker='+', label='Mesures')
plt.legend()
plt.show()

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Doc. 5
Logarithme décimal

Le logarithme décimal est défini tel que, si a = \log(b), alors b = 10^a. Sur un tableur, la fonction logarithme décimal de x se programme en tapant la commande : =LOG10(x). Avec Python, cette fonction peut être chargée à partir de la bibliothèque numpy.

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Supplément numérique

Cliquez ici

pour découvrir une animation sur le \text{pH} et la dilution.

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Questions

Compétence(s)

RAI/ANA : Construire un raisonnement
REA : Respecter les règles de sécurité

1. Mesurer le \text{pH} de la solution S₁ et vérifier la validité de la relation du

doc. 2

pour S₁.

2. Élaborer un protocole afin de vérifier graphiquement la relation définissant le \text{pH}.

3. Après vérification du professeur, le mettre en œuvre.

4. Conclure en utilisant le code Python.

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Synthèse de l'activité

Expliciter la méthode permettant de vérifier expérimentalement un modèle mathématique.

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Physique-Chimie Terminale Spécialité

Définition du \text{pH}

Doc. 1Acide chlorhydrique

Suppléments numériques

Doc. 2Définition du \textbf{pH}

Doc. 3Matériel disponible

Doc. 4Programme Python

Doc. 5Logarithme décimal

Supplément numérique

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Doc. 1
Acide chlorhydrique

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Logarithme décimal