Chimie · Première · 7 leçons

Fiche de révision : Physique-chimie pour la santé

L’essentiel de chaque leçon du chapitre, tel qu’il est écrit dans le cours : à relire, à imprimer, puis à vérifier par l’entraînement.

Les notions de cette fiche

Acides, bases et pH — Échelle de pH (0-14), solutions acides, basiques, neutres, ions H⁺ et HO⁻, effet de la dilution, sécurité.
Concentration en quantité de matière et dilution — C = n / V (mol/L), lien C_m = C × M, dilution : C₀ V₀ = C V, facteur de dilution, préparation par dilution (fiole jaugée, pipette).
Groupes caractéristiques et nomenclature — Squelette carboné, alcanes, alcools, aldéhydes, cétones, acides carboxyliques, esters, amines ; formules brutes, semi-développées, topologiques ; nomenclature IUPAC de base.
Concentration en masse — C_m = m / V (g/L), préparation d'une solution par dissolution, échelle de teintes, solubilité.
Masse molaire et quantité de matière — Masse molaire atomique (tableau périodique) et moléculaire (somme pondérée par les indices), relation n = m / M, passage masse ↔ quantité de matière ↔ nombre d'entités.
Couples acide-base de Brønsted — Acide = donneur de proton, base = accepteur, couple acide/base, demi-équations protoniques, réaction acide-base, couples de l'eau, ion oxonium H₃O⁺.
Oxydants, réducteurs et réactions d'oxydoréduction — Couple Ox/Red, demi-équation électronique, transfert d'électrons, équation d'oxydoréduction en milieu acide, nombre d'oxydation (introduction).

À maîtriser avant de commencer

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

Ions — Cation et anion par perte ou gain d'électrons, ions monoatomiques et polyatomiques usuels (Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻…), solutions ioniques, tests d'identification.
Schémas de Lewis des molécules — Règles du duet et de l'octet, liaisons covalentes, doublets liants et non liants, schéma de Lewis de molécules simples (H₂O, NH₃, CO₂, CH₄).
Dissolution et solubilité — Soluté, solvant, solution ; solution saturée ; solubilité et influence de la température ; conservation de la masse à la dissolution.
Proportionnalité — Reconnaître une situation de proportionnalité, coefficient de proportionnalité, passage à l'unité, produit en croix, tableau et représentation graphique.
Quantité de matière et mole — La mole comme unité de quantité de matière n, constante d'Avogadro N_A, relation N = n × N_A, quantité de matière d'un échantillon à partir de la masse d'une entité (n = m / m_entité).
Transformation chimique et équation de réaction — Réactifs, produits, conservation des atomes et de la charge, équilibrage par les nombres stœchiométriques, distinction transformation physique / chimique.

Le début de la fiche

Extrait de la leçon « Acides, bases et pH : lire une échelle de 0 à 14 », tel qu’il figure sur la fiche.

Règles et repères à retenir

$0 \le \mathrm{pH} \le 14 \quad \text{(solutions aqueuses courantes, sans unité)}$
$\mathrm{pH} < 7 \Rightarrow \text{acide} \qquad \mathrm{pH} = 7 \Rightarrow \text{neutre} \qquad \mathrm{pH} > 7 \Rightarrow \text{basique}$
$\text{Dilution d'un acide : } \mathrm{pH_{initial}} < \mathrm{pH_{final}} < 7$
$\text{Dilution d'une base : } 7 < \mathrm{pH_{final}} < \mathrm{pH_{initial}}$

Tableau : Grandeur, Symbole, Unité, Domaine
Grandeur	Symbole	Unité	Domaine
pH d'une solution	$\mathrm{pH}$	aucune : c'est un nombre	de 0 à 14 pour les solutions courantes
Ion responsable de l'acidité	$\mathrm{H^{+}}$	—	ion hydrogène
Ion responsable de la basicité	$\mathrm{HO^{-}}$	—	ion hydroxyde

Comment écrire un pH. Le pH n'a pas d'unité : on écrit « pH $= 3{,}4$ », jamais « 3,4 unités de pH » ni « 3,4 mol/L ». La virgule décimale est de rigueur en français. Le nombre de décimales dépend du matériel et du protocole. Ne pas confondre le pas d'affichage avec l'incertitude.

Domaine de validité de ces règles.

Elles concernent les solutions aqueuses, c'est-à-dire les solutions dont le solvant est l'eau. Le pH n'a pas de sens pour un solide sec ou pour une huile.
L'intervalle 0–14 couvre les solutions étudiées ici. Des solutions industrielles extrêmement concentrées peuvent sortir de cet intervalle : c'est une nuance de niveau supérieur, elle ne remet pas en cause l'échelle de 3e.
Le point neutre vaut 7 à 25 °C dans ce modèle. Il dépend de la température ; il n'est pas universellement fixé à 7.

Ce qui n'est pas au programme de 3e — et qu'il ne faut donc pas chercher à utiliser : le calcul du pH à partir d'une concentration en ions (il fait intervenir la fonction logarithme, étudiée en terminale), l'écriture $\mathrm{H_3O^{+}}$ de l'ion oxonium (première), et la distinction entre acide fort et acide faible (terminale). En 3e, le pH est une valeur mesurée que l'on situe et que l'on compare.

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