Solutions acides et basiques : cours de 3e

Dans la vie courante, tu rencontres des liquides très différents : le vinaigre de la salade, le jus de citron, un produit ménager, une boisson. En physique-chimie, on ne les classe pas d'après leur goût ni leur couleur. On les classe d'après une propriété que l'on peut mesurer : leur caractère acide, neutre ou basique.

Un exemple qui sert de point de départ dans les ressources du programme : plusieurs solutions de natures différentes, dont le vinaigre, partagent une même caractéristique, elles sont acides.¹ Pourtant, ce sont des liquides qui ne se ressemblent pas. La question que l'on se pose alors est : qu'est-ce qui leur est commun ? La réponse arrive dans ce cours, étape par étape.

Voici le plan.

• D'abord, la grandeur qui permet de trancher : le pH.
• Ensuite, la règle qui relie la valeur du pH au caractère de la solution.
• Puis la mesure : comment obtenir cette valeur.
• Enfin, l'explication à l'échelle microscopique : les ions H+ et HO- que contient la solution.

Tu connais déjà la structure de l'atome, les ions et une première approche du pH. On s'appuie dessus sans les redémontrer.

Cette règle se lit comme une comparaison à 7. Pour t'en souvenir, retiens la phrase suivante : en dessous de 7, acide ; exactement 7, neutre ; au-dessus de 7, basique.

Tu remarques qu'il n'y a que trois réponses possibles. Si on te donne un pH, tu peux toujours conclure : il n'existe pas de cas « on ne sait pas » quand la valeur est connue.

On ne peut pas deviner le caractère d'une solution en la regardant. Une solution incolore peut être acide, neutre ou basique. Il faut donc faire une mesure. À ton niveau, c'est la valeur du pH, mesurée, qui te permet de dire si une solution est du côté des acides ou du côté des bases.²

L'un des outils du collège est le papier pH : il permet de distinguer les solutions neutres, acides et basiques.⁴ Tu trempes le papier dans la solution, tu lis le résultat avec la notice, et tu obtiens la valeur du pH, que tu compares à 7.

Pourquoi des solutions très différentes (comme celles de l'introduction) ont-elles le même caractère ? Parce qu'elles contiennent, en plus de l'eau, des ions particuliers. Selon le programme du cycle 4, ce sont les ions H+ et HO- présents dans la solution qui expliquent qu'elle soit acide ou basique.² C'est l'explication microscopique de ce que le pH mesure.

Les acides et les bases sont liés. Dans une réaction acido-basique, une entité appelée acide réagit avec une entité appelée base ; dans les solutions aqueuses, un ion H+ est transféré de l'acide vers la base.⁶ Tu étudieras ces réactions plus tard, notamment avec l'action d'un acide sur un métal. Retiens pour l'instant l'idée directrice : l'ion H+ passe d'un acide à une base.

Cela donne une façon de comprendre pourquoi un acide « donne » et une base « prend » : le même ion circule d'un côté à l'autre.

Pour t'entraîner à relier les idées, imagine que tu reçois trois flacons non étiquetés. Tu mesures leurs pH et tu trouves 1, 7 et 12. Le premier est acide, le deuxième neutre, le troisième basique. Si ensuite on te dit que l'un des flacons contient surtout des ions HO-, tu peux affirmer que c'est le troisième, puisque c'est la solution basique. Cette double lecture (valeur et ions) est ce que l'on attend de toi.