À quoi sert ce calculateur
Lorsque vous mélangez un acide fort monoprotique (comme HCl) avec une base forte monovalente (comme NaOH), ces deux espèces se neutralisent mole pour mole. Cet outil calcule le pH de la solution obtenue en identifiant le réactif présent en excès et la quantité qui subsiste après neutralisation. Il repose sur les hypothèses suivantes : dissociation totale, espèces monoprotiques/monovalentes, absence de correction en température et volumes additifs.
Mode d'emploi
Indiquez la concentration de l'acide (Ca) et son volume (Va), puis la concentration de la base (Cb) et son volume (Vb). Le calculateur détermine le nombre de moles de chaque espèce, soustrait la plus petite quantité de la plus grande pour obtenir l'excès, divise ce résultat par le volume total combiné afin d'obtenir la concentration de l'ion restant, puis la convertit en pH.
La formule expliquée
Moles d'acide = \(\text{Ca} \times \text{Va}\) ; moles de base = \(\text{Cb} \times \text{Vb}\). Les moles en excès = \(|\text{Ca}\cdot\text{Va} - \text{Cb}\cdot\text{Vb}|\). En divisant cet excès par le volume total \((\text{Va} + \text{Vb})\), on obtient la molarité de l'ion restant. Si l'acide est en excès, il s'agit de [H+] et $$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]$$ Si la base est en excès, il s'agit de [OH−], d'où \(\text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]\) et \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\). S'ils sont rigoureusement égaux, le mélange est neutre (pH 7 à 25 °C).
Exemple résolu
Mélangeons 0,05 L de HCl à 0,1 mol/L avec 0,05 L de NaOH à 0,05 mol/L. Moles d'acide = 0,005 ; moles de base = 0,0025. Excès = 0,0025 mol de H+. Volume total = 0,1 L, donc [H+] = 0,025 mol/L. $$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}025) = 1{,}602$$ La solution est acide.
FAQ
Cet outil fonctionne-t-il pour les acides ou bases faibles ? Non. Les acides et bases faibles ne se dissocient que partiellement et nécessitent leur Ka/Kb ainsi qu'un calcul de tampon. Cet outil est réservé aux acides forts et aux bases fortes.
Que se passe-t-il si l'acide et la base se neutralisent exactement ? Le résultat est un pH de 7, car il ne reste alors que de l'eau et un sel neutre à 25 °C.
Pourquoi diviser par le volume total ? Mélanger deux solutions dilue l'ensemble : les ions restants se répartissent dans le volume combiné \((\text{Va} + \text{Vb})\).
