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La mesure du pH d’une solution est de 4,15. Quelle est la concentration en ions hydronium dans cette solution ? Donnez votre réponse au centième près et en unités de moles par décimètre cube.
Le pH est défini comme étant le log négatif de la concentration en ions hydronium. Vous verrez également souvent le pH définit comme étant le log négatif de la concentration en ions hydrogène étant donné que cette représentation est plus simple. Cependant, les ions hydrogène n’existent pas très longtemps en solution, car ils réagissent facilement avec l’eau pour former de l’hydronium.
Cette question vise à déterminer la concentration en ions hydronium. Nous allons donc utiliser cette définition. Le pH est une échelle. Les solutions ayant un pH de 7 sont neutres, les solutions ayant un pH inférieur à 7 sont acides et les solutions ayant un pH supérieur à 7 sont basiques. La solution mentionnée dans cette question a un pH de 4,15. Nous savons donc que cette solution est acide.
Nous devons nous concentrer sur le calcul de la concentration en ions hydronium. Nous devons donc réorganiser cette expression afin de pouvoir obtenir la concentration en hydronium. Multiplions d’abord les deux côtés de l'équation par moins un. Nous devons maintenant éliminer le log du côté droit de l’équation. Une base 10 avec un exposant est une expression logarithmique qui renvoie à la quantité dans le logarithme. Alors, si nous élevons les deux côtés de notre expression à la puissance 10, nous pouvons isoler la concentration en ions hydronium.
Inversons maintenant cette équation afin d’avoir la concentration en ions hydronium du côté gauche. Remplaçons maintenant le pH par sa valeur, ce qui nous donne environ 7,07945 fois 10 à la puissance moins cinq. La question nous indique de donner notre réponse au centième près. Nous pouvons donc arrondir notre réponse à 7,08 fois 10 à la puissance moins cinq. La question nous indique également que nous devons fournir notre réponse en unités de moles par décimètre cube. Ainsi, la concentration en ions hydronium dans une solution ayant un pH de 4,15 est de 7,08 fois 10 à la puissance moins cinq moles par décimètre cube.
