Qu'est-ce que le pH ?
Le pH mesure le caractère acide ou basique d'une solution aqueuse. Il se définit comme le logarithme décimal négatif de la concentration en ions hydrogène, notée [H⁺] et exprimée en moles par litre (mol/L). L'échelle s'étend généralement de 0 à 14 : en dessous de 7, la solution est acide ; à exactement 7, elle est neutre (c'est le cas de l'eau pure à 25 °C) ; au-dessus de 7, elle est basique (ou alcaline). Ce calculateur effectue la conversion dans les deux sens — de [H⁺] vers le pH, et du pH vers [H⁺] — et indique également le pOH ainsi que la concentration en ions hydroxyde [OH⁻].
Comment utiliser ce calculateur
Choisissez d'abord un mode. En mode Concentration → pH, saisissez la concentration en ions hydrogène en mol/L (par exemple 0,0001 pour \(10^{-4}\)) : l'outil vous renvoie le pH. En mode pH → Concentration, indiquez une valeur de pH et il calcule [H⁺]. Dans les deux cas, vous obtenez aussi le \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\), la concentration \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-\text{pOH}}\), et une mention précisant si la solution est acide, neutre ou basique.
La formule expliquée
L'équation de référence est $$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(\text{[H}^{+}\text{]}\right)$$ Parce qu'elle est logarithmique, chaque unité entière sur l'échelle de pH correspond à une variation d'un facteur dix de [H⁺] : une solution à pH 4 est dix fois plus acide qu'une solution à pH 5. En inversant l'équation, on obtient $$\text{[H}^{+}\text{]} = 10^{-\text{pH}}$$ La relation complémentaire \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) est valable pour les solutions aqueuses diluées à 25 °C ; elle découle du produit ionique de l'eau \(K_w = 1{,}0 \times 10^{-14}\).
Exemple concret
Supposons [H⁺] = 0,0001 mol/L = \(10^{-4}\). Alors $$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(10^{-4}\right) = 4$$ Le \(\text{pOH} = 14 - 4 = 10\), et \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-10}\) mol/L. Comme le pH 4 est inférieur à 7, la solution est acide.
Questions fréquentes
Le pH peut-il descendre sous 0 ou dépasser 14 ? Oui. Les acides forts très concentrés peuvent présenter un pH négatif, et les bases fortes concentrées peuvent dépasser 14. L'intervalle 0–14 est seulement la plage usuelle, pas une limite absolue.
Quelle température suppose-t-on ? Le point de neutralité à 7 et la relation \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) supposent une température de 25 °C. À d'autres températures, \(K_w\) varie et le pH neutre se décale.
Pourquoi utiliser un logarithme ? Les concentrations en ions hydrogène couvrent de très nombreux ordres de grandeur. L'échelle logarithmique les ramène à un intervalle pratique et facile à lire.
