Calculateur de pH, pOH, [H₃O⁺] et [OH⁻]
Renseignez pH, pOH, [H₃O⁺] ou [OH⁻]. Le calculateur détermine automatiquement les trois autres valeurs avec pH + pOH = 14,00 et Kᵥ = 10⁻¹⁴ à 25 °C.
Renseignez exactement une valeur parmi pH, pOH, [H₃O⁺] et [OH⁻]. Les trois autres sont calculées automatiquement.
Référence : solution aqueuse à 25 °C, avec pKᵥ = 14,00 et Kᵥ = 1,0 × 10⁻¹⁴.
Le pH est rigoureusement défini à partir de l’activité des ions H⁺. Les formules utilisant [H₃O⁺] sont l’approximation usuelle en concentration pour des solutions suffisamment diluées.
Résultats
Caractère de la solution à 25 °C: -
Détail du calcul
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Comment fonctionne cet outil ?
Le pH exprime l’acidité d’une solution sur une échelle logarithmique. Dans l’approximation couramment utilisée en chimie générale, pH = −log₁₀[H₃O⁺] et pOH = −log₁₀[OH⁻]. À 25 °C, le produit ionique de l’eau vaut Kᵥ = [H₃O⁺][OH⁻] = 1,0 × 10⁻¹⁴ et conduit à pH + pOH = 14,00. Ce calculateur permet de partir de l’une de ces quatre grandeurs et de retrouver automatiquement les trois autres, avec conversion des concentrations.
Si le pH est connu, la concentration en ions oxonium est obtenue par [H₃O⁺] = 10⁻ᵖᴴ. À l’inverse, si [H₃O⁺] est connue en mol/L, le pH se calcule avec −log₁₀[H₃O⁺]. Le même raisonnement s’applique au pOH et aux ions hydroxyde.
À 25 °C, OpenStax donne Kᵥ = 1,0 × 10⁻¹⁴ et pKᵥ = 14,00. On peut donc passer de pH à pOH par pOH = 14,00 − pH, puis utiliser [OH⁻] = 10⁻ᵖᴼᴴ. Cette valeur de 14 n’est pas universelle : Kᵥ dépend de la température.
La définition thermodynamique rigoureuse du pH, rappelée par l’IUPAC, utilise l’activité des ions hydrogène. Remplacer cette activité par une concentration est une approximation utile en solutions suffisamment diluées. Dans les solutions très concentrées ou de forte force ionique, l’écart peut devenir important.
Le calculateur ne limite pas artificiellement le pH entre 0 et 14. Cette plage est courante dans les solutions aqueuses diluées, mais des valeurs négatives ou supérieures à 14 sont possibles. Dans ces conditions extrêmes, toutefois, l’approximation par les concentrations devient moins fiable.
Les concentrations peuvent être saisies en µmol/L, mmol/L, mol/L ou mol/m³. Le moteur commun convertit d’abord vers mol/L, unité pratique utilisée dans les expressions logarithmiques de ce calculateur, puis restitue les résultats dans l’unité choisie.
À 25 °C, une solution est acide si pH < 7, neutre si pH = 7 et basique si pH > 7. Cette classification dépend elle aussi de la température : le pH neutre est égal à pKᵥ/2 et n’est pas toujours exactement 7.
L’outil calcule les grandeurs d’équilibre H₃O⁺/OH⁻ à partir d’une valeur déjà connue. Il ne résout pas directement l’ionisation d’un acide faible, d’une base faible ou d’un tampon ; ces cas nécessitent des constantes d’équilibre supplémentaires.
Comment utiliser cet outil ?
Choisissez une seule donnée
Renseignez pH, pOH, [H₃O⁺] ou [OH⁻] et laissez les trois autres champs vides.
Sélectionnez l’unité si nécessaire
Pour une concentration, choisissez µmol/L, mmol/L, mol/L ou mol/m³.
Laissez l’outil appliquer les logarithmes
Les concentrations sont ramenées en mol/L avant le calcul de pH ou pOH.
Vérifiez la référence à 25 °C
Le lien pH + pOH = 14,00 est utilisé uniquement avec cette température de référence.
Formules pH, pOH et concentrations ioniques
À 25 °C, pH et pOH sont reliés aux concentrations ioniques et au produit ionique de l’eau.
pH approximé par la concentration
pH = −log₁₀[H₃O⁺]
Approximation courante pour une solution suffisamment diluée.
pOH
pOH = −log₁₀[OH⁻]
Relation analogue pour les ions hydroxyde.
Relation à 25 °C
pH + pOH = 14,00
Conséquence de pKᵥ = 14,00 à 25 °C.
Produit ionique de l’eau
Kᵥ = [H₃O⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴
Valeur de référence à 25 °C.
- pH
- mesure logarithmique de l’acidité, rigoureusement fondée sur l’activité de H⁺
- pOH
- mesure logarithmique associée aux ions OH⁻
- [H₃O⁺]
- concentration en ions oxonium utilisée dans l’approximation de calcul
- [OH⁻]
- concentration en ions hydroxyde
- Kᵥ
- produit ionique de l’eau
Les relations numériques pH + pOH = 14,00 et Kᵥ = 10⁻¹⁴ utilisées ici sont référencées à 25 °C.
Cas d'utilisation
Exercices acide-base
Vérifier rapidement les conversions entre pH, pOH, [H₃O⁺] et [OH⁻].
Contrôle d’unités
Éviter les erreurs entre mol/L, mmol/L et µmol/L avant de prendre un logarithme.
Lecture de données expérimentales
Convertir une concentration ionique mesurée ou donnée en une valeur de pH approximative.
Préparation de cours
Illustrer le caractère logarithmique de l’échelle de pH et la relation pH + pOH.
Exemples
Solution neutre
À 25 °C, pH 7 correspond à l’égalité des concentrations ioniques.
Entrée
pH = 7,00Résultat
pOH = 7,00 ; [H₃O⁺] = [OH⁻] = 1,0 × 10⁻⁷ mol/LSolution acide
−log₁₀(10⁻³) = 3.
Entrée
[H₃O⁺] = 1,0 × 10⁻³ mol/LRésultat
pH = 3,00 ; pOH = 11,00Solution basique
pH = 14,00 − 2,00.
Entrée
[OH⁻] = 1,0 × 10⁻² mol/LRésultat
pOH = 2,00 ; pH = 12,00Concentration en mmol/L
0,10 mmol/L = 1,0 × 10⁻⁴ mol/L.
Entrée
[H₃O⁺] = 0,10 mmol/LRésultat
pH = 4,00pH non entier
La concentration découle de 10⁻⁵·³.
Entrée
pH = 5,30Résultat
[H₃O⁺] ≈ 5,01 × 10⁻⁶ mol/LConseils et bonnes pratiques
- Ne prenez jamais le logarithme d’une concentration exprimée en mmol/L sans la convertir d’abord en mol/L.
- Une variation d’une unité de pH correspond à un facteur 10 sur l’activité ou, dans l’approximation, la concentration en H₃O⁺.
- La relation pH + pOH = 14,00 est spécifique à 25 °C.
- Une solution neutre n’a pas nécessairement pH 7 à une autre température.
- Pour un acide ou une base faible, la concentration analytique initiale n’est pas directement égale à [H₃O⁺] ou [OH⁻].
- Dans les solutions concentrées, l’activité et la concentration peuvent différer sensiblement.
- Les pH négatifs ou supérieurs à 14 ne sont pas interdits physiquement, mais nécessitent davantage de prudence dans les modèles simples.
Sources et références
- IUPAC, pH (s’ouvre dans un nouvel onglet), Compendium of Chemical Terminology (Gold Book)Page en anglais
- OpenStax, 14.2 pH and pOH (s’ouvre dans un nouvel onglet), Chemistry 2ePage en anglais
- BIPM — Brochure sur le SI : unités de temps (s’ouvre dans un nouvel onglet)Page en anglais
Questions fréquentes
Quelle est la formule du pH ?
Dans l’approximation en concentration, pH = −log₁₀[H₃O⁺], avec [H₃O⁺] exprimée en mol/L.
Comment retrouver [H₃O⁺] à partir du pH ?
Utilisez [H₃O⁺] = 10⁻ᵖᴴ.
Quelle relation existe entre pH et pOH ?
À 25 °C, pH + pOH = 14,00.
Pourquoi le pH neutre vaut-il 7 à 25 °C ?
Parce qu’à 25 °C Kᵥ = 10⁻¹⁴, donc [H₃O⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L dans l’eau neutre.
Le pH est-il toujours compris entre 0 et 14 ?
Non. Des valeurs hors de cette plage sont possibles, notamment pour des solutions concentrées.
Pourquoi l’IUPAC parle-t-elle d’activité ?
Parce que le pH thermodynamique est défini par l’activité effective des ions H⁺, pas simplement par leur concentration.
Peut-on calculer le pH d’un acide faible avec cet outil ?
Seulement si [H₃O⁺] est déjà connue. Déterminer cette concentration à partir d’un acide faible nécessite Ka et un calcul d’équilibre.
Pourquoi pH + pOH change-t-il avec la température ?
Parce que le produit ionique de l’eau Kᵥ varie avec la température.
Mes données sont-elles envoyées à un serveur ?
Non. Les calculs sont réalisés localement dans votre navigateur.
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