Lors de la dilution d’un acide, la concentration d’ions h + par unité de volume augmente ou diminue?

La concentration d’une substance est donnée par la quantité de cette substance par unité de volume. L’unité commune est mol dm ^ -3 ou mol L ^ -1

Ici, je fais deux hypothèses:
1. La dilution de l’acide est faite avec de l’eau (rien d’autre)
2. L’acide impliqué ici est un acide fort (c’est-à-dire une dissociation complète)

Lorsque l’acide est dilué, la quantité de H + présente dans la solution reste la même. Cependant, maintenant le volume dans lequel le H + est trouvé a augmenté. En tant que tel, la concentration de H + diminue.

Utilisons un exemple numérique simple pour voir comment cela fonctionne.

En supposant que je commence par 1 dm ^ 3 de 0,1 mol dm ^ -3 HCl (un acide fort). [H +] dans ce cas serait ici de 0,1 mol dm ^ -3 et la quantité de H + présent est de 0,1 mol.

Maintenant, si je devais ajouter un volume égal d’eau (1 dm ^ 3) à cette solution existante, j’apporte maintenant le volume total de ma solution à 2 dm ^ 3. La quantité de H + ne change pas et reste à 0,1 mol. Mais en raison du nouveau volume total de la solution, ma nouvelle [H +] sera maintenant 0,1 mol / 2 dm ^ 3 qui est égale à 0,05 mol dm ^ -3.

Par conséquent, nous voyons que le [H +] diminue avec dilution.

Cela devient délicat. Si vous avez un acide fort comme HCl qui est complètement dissocié et à une concentration relativement élevée, telle que 0,1 M, une dilution de 10 fois avec de l’eau pure donnerait une solution d’environ 0,01 M dans H +. Mais gardez à l’esprit que vous diluez avec de l’eau qui a toujours [math] [H ^ {+}] = 10 ^ {- 7} M [/ math], pas [math] [H ^ {+}] = 0 M .[/math]

Donc, si la solution originale de HCl était très diluée, à [math] [HCl] = 10 ^ {- 6} M [/ math], une dilution de dix fois avec de l’eau vous donnerait une solution avec [H +] entre [ math] 10 ^ {- 6} et 10 ^ {- 7} M [/ math], pas une solution avec [math] [H ^ {+}] = 10 ^ {- 7} [/ math].

Pour calculer le pH dans ce cas, il faut faire un calcul d’équilbre, en utilisant la réaction de dissociation de l’eau: [math] HOH \ rightleftharpoons H ^ {+} + OH ^ {-} [/ math]

Un bon problème est donné dans le livre “Calculs biochimiques” d’Irwin Segal.

“Quel est le pH d’une solution [math] 10 ^ {- 8 M [/ math] de HCl?”

Le pH ne peut pas être 8 parce que vous avez de l’acide de HCl en ajoutant aux ions d’hydrogène produits par l’eau elle-même. Le pH doit être inférieur à 7. Il faut une page d’algèbre pour arriver à la réponse, pH = 6.959.