Les acides sont profondément impliqués dans d'innombrables processus biologiques, géologiques et technologiques. Les bactéries produisent de l'acide lactique qui préserve la nourriture, les acides du sol libèrent des nutriments provenant des engrais à base de roche et les acides contenus dans les batteries entraînent des réactions qui génèrent de l'énergie électrique. L'acide chlorhydrique, souvent abrégé en HCl, est un exemple courant d'acide fort et des valeurs de pH spécifiques peuvent être atteintes par des mélanges d'acide chlorhydrique et d'eau.

TL; DR (trop long; pas lu)

L'addition d'acide hydroclorique à l'eau abaisse le pH de l'eau à une valeur inférieure à 7,0 et fait une solution acide.

Mesure de l'acidité

L'échelle de pH, qui typiquement varie de 0 à 14, mesure la concentration d'ions hydrogène dans une substance. Les acides ont des valeurs de pH inférieures à 7, les bases ont des valeurs de pH supérieures à 7 et un pH de 7,0 est le point neutre. L'échelle de pH est négative et logarithmique, ce qui signifie qu'une augmentation de facteur-dix de la concentration en ions hydrogène correspond à une diminution d'une unité sur l'échelle de pH. L'ajout d'une substance acide à l'eau diminue le pH global de la solution.

Molécules brisées, ions libres

Lorsqu'un acide est ajouté à l'eau, les molécules de l'acide se séparent en ions individuels dans un processus connu sous le nom de dissociation. Une molécule d'acide chlorhydrique, par exemple, est composée d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore. Lorsque ces molécules se dissolvent dans l'eau, elles se séparent en un ion d'hydrogène chargé positivement et un ion de chlore chargé négativement. Cela conduit à une concentration accrue d'ions hydrogène et donc à un pH plus faible. L'acide chlorhydrique est classé comme un acide «fort», ce qui signifie que pratiquement toutes les molécules se dissocient. Beaucoup d'autres acides - tels que l'acide acétique, communément appelé vinaigre - sont classés comme des acides «faibles». Seules certaines molécules d'acides faibles se dissocient lorsqu'on les ajoute à l'eau.

Un acide extrême

L'acide chlorhydrique pur a un pH théorique de zéro - en d'autres termes, il est extrêmement acide. Dans des situations pratiques, cependant, l'acide chlorhydrique n'existe que sous la forme d'une substance diluée. Par conséquent, le pH effectif de l'acide chlorhydrique dépend du degré de dilution. Parce que le pH de l'acide chlorhydrique est si bas, de grands changements de pH se produisent même lorsque de petites quantités sont ajoutées à une solution neutre telle que l'eau. Un exemple d'acide chlorhydrique dilué est l'acide gastrique humain, qui a un pH d'environ 3.

Prédire le pH

Le degré de changement du pH qui se produit lorsque des acides forts tels que l'acide chlorhydrique sont ajoutés l'eau correspond directement au facteur de dilution, car toutes les molécules acides libèrent un ion hydrogène. Parce que l'échelle de pH suit une relation logarithmique, une dilution de facteur-dix correspond à un changement de pH d'une unité. Par exemple, 1 millilitre d'acide chlorhydrique ajouté à 10 millilitres d'eau à pH neutre entraîne une diminution de la concentration en ions hydrogène d'un facteur dix. Ainsi, le pH de la solution finale sera supérieur d'une unité au pH de l'acide chlorhydrique d'origine. Si 1 millilitre d'acide chlorhydrique est ajouté à 100 millilitres d'eau, la concentration en ions hydrogène diminue de deux facteurs sur dix et le pH augmente de deux unités.