Comment calculer la concentration de OH ?

Calculer la concentration en ions hydroxyde (OH⁻) : une approche détaillée

Déterminer la concentration en ions hydroxyde (OH⁻) dans une solution est une étape cruciale en chimie, notamment en analyse des solutions aqueuses. Cette concentration est étroitement liée à la concentration en ions hydrogène (H⁺), et à une constante fondamentale : la constante d’équilibre ionique de l’eau (Ke).

La relation clé est la suivante :

Ke = [H⁺] × [OH⁻]

où :

• Ke représente la constante d’équilibre ionique de l’eau, qui vaut approximativement 10⁻¹⁴ à 25°C.
• [H⁺] est la concentration en ions hydrogène.
• [OH⁻] est la concentration en ions hydroxyde que nous souhaitons calculer.

Cette équation nous indique que la concentration en ions hydrogène et hydroxyde sont inversement proportionnelles. Un accroissement de la concentration en ions H⁺ se traduit par une diminution de la concentration en ions OH⁻, et vice-versa. L’équilibre est crucial pour comprendre la nature acide ou basique d’une solution.

Le pH, un outil précieux

Le pH est une mesure de la concentration en ions hydrogène (H⁺) d’une solution. Il est défini comme le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène :

pH = -log₁₀[H⁺]

Ce lien est essentiel car il nous permet de calculer la concentration en ions hydrogène à partir d’une valeur de pH connue.

Méthodologie de calcul de [OH⁻]

Pour calculer la concentration en ions hydroxyde ([OH⁻]), nous suivrons ces étapes :

1. Déterminer le pH de la solution. Cette information est soit donnée directement, soit obtenue par mesure expérimentale.

2. Calculer la concentration en ions hydrogène ([H⁺]). À partir de la valeur de pH, utiliser la formule inverse de celle définissant le pH :

   [H⁺] = 10⁻pH

3. Substituer la valeur obtenue pour [H⁺] dans l’équation Ke = [H⁺] × [OH⁻].

4. Isoler [OH⁻] et calculer sa valeur. L’équation se réécrit :

   [OH⁻] = Ke / [H⁺]

Exemple concret

Supposons qu’une solution a un pH de 3. Calculons la concentration en ions hydroxyde :

1. pH = 3

2. [H⁺] = 10⁻³ mol/L = 0,001 mol/L

3. [OH⁻] = 10⁻¹⁴ / 0,001 = 10⁻¹¹ mol/L

La concentration en ions hydroxyde de cette solution est donc de 10⁻¹¹ mol/L.

Conclusion

Le calcul de la concentration en ions hydroxyde repose sur la compréhension de la relation entre le pH, la concentration en ions hydrogène et la constante d’équilibre ionique de l’eau. En suivant la méthodologie décrite, on peut déterminer précisément la concentration en ions OH⁻ dans diverses solutions aqueuses.