LE pH-MÈTRE

I DESCRIPTION DU pH-MÈTRE
• Un pH-mètre est constitué d'une sonde de mesure reliée à un
voltmètre électronique gradué en unité de pH.
• La sonde de mesure est constituée d'une électrode de verre et
d'une électrode de référence; ces deux électrodes peuvent être
séparées ou combinées.
• La différence de potentiel u qui apparaît aux bornes de la
sonde est une fonction affine du pH: u = a - b.pH, où a et b sont
des coefficients positifs qui dépendent de la température et de la
nature des deux électrodes. Il est donc nécessaire d'étalonner
un pH-mètre avant toute mesure.
• Le voltmètre électronique peut être analogique ou numérique.

II ETALONNAGE DU pH-MÈTRE
• La sonde du pH-mètre est un objet fragile à
manipuler soigneusement
1) • Le bouton 1 est sur la position "0".
• Régler le bouton 2 sur la température des solutions.
• Régler les boutons 3 et 4 à mi-course.
• Placer la sonde au-dessus d'un verre à pied: rincer la sonde à
l'eau distillée.
2) • Mettre dans un godet un peu de solution étalon pH = 7,0.
• Plonger entièrement l'extrémité de la sonde dans cette solution.
• Régler le bouton 1 sur "pH", agiter doucement le godet autour
de l'extrémité de la sonde.
• Avec le bouton 4, régler l'affichage du pH-mètre sur la valeur
7,0. Ne plus toucher le bouton 4.
• Remettre le bouton 1 sur "0". Retirer la sonde du godet et
remettre la solution dans le flacon.
• Rincer la sonde à l'eau distillée.
3) • Mettre dans un godet un peu de solution étalon pH = 4,0.
• Plonger entièrement l'extrémité de la sonde dans cette solution.
• Régler le bouton 1 sur "pH", agiter doucement le godet autour de l'extrémité de la sonde.
• Avec le bouton 3, régler l'affichage du pH-mètre sur la valeur 4,0. Ne plus toucher le bouton 3.
• Remettre le bouton 1 sur "0". Retirer la sonde du godet et remettre la solution dans le flacon.
• Rincer la sonde à l'eau distillée et la sécher.
4) • Le pH-mètre est prêt pour faire des mesures de pH. Ne plus toucher aux boutons 3 et 4 pendant
toute la durée des mesures

III MESURES DE PH
• Verser la solution à étudier dans un bécher.
• Plonger la sonde, agiter la solution puis attendre la stabilité de l'affichage.
• Noter la valeur de la mesure.
• Rincer la sonde à l'eau distillée.
• Ne jamais laisser le pH-mètre allumé quand la sonde ne plonge pas dans une solution !!
• Pour refaire une mesure, reprendre la suite des opérations.

IV PRECISION DE LA MESURE DE PH
• La précision de la mesure du pH d'une solution dépend de la "fraîcheur" des solutions étalon utilisées, de l'état
de la sonde et de la qualité de l'étalonnage. La valeur lue est toujours entachée d'erreur.
En manipulant avec beaucoup de soin, il est possible de mesurer le pH d'une solution avec une incertitude de
0,05 unité de pH.
• Considérons une solution pour laquelle le pH-mètre indique pH = 5,30. Quelle est la précision sur la
concentration en ions H3O+ de la solution ?
Le pH étant connu à 0,05 unité près: 5,25 ≤ pH ≤ 5,35
Or [H3O+] = 10 –pH donc 10 -5,35 ≤ [H3O+] ≤ 10-5,25
4,467.10-6 ≤ [H3O+] ≤ 5,623.10-6
on peut donc écrire: [H3O+] = (5,0 ± 0,6).10-6 mol.L-l .
L'incertitude relative sur la concentration est donc: Δ[H3O+] / [H3O+] = 0,6.10-6 / 5,0.10-6 = 0,12 soit 12 % !!

RANGEMENT DU pH-METRE
• Rincer la sonde à l'eau distillée
• Remettre l'obturateur sur la sonde ou la plonger dans une solution prévue à cet effet