S09 – Le pH : un paramètre clé du contrôle qualité⚓︎
1️⃣ Définition du pH⚓︎
Qu'est-ce que le pH ?⚓︎
Le pH (potentiel Hydrogène) est une grandeur qui caractérise l'acidité ou la basicité d'une solution aqueuse.
Lien avec les ions H₃O⁺ (oxonium)⚓︎
En solution aqueuse, l’acidité est liée à la concentration en ions H₃O⁺ (ions oxonium).
\[\boxed{pH = -\log\left([H_3O^+]\right)}\]
✅ Échelle logarithmique (repère BTS) :
- si \([H_3O^+]\) est multipliée par 10, alors le pH diminue de 1 ;
- si \([H_3O^+]\) est divisée par 10, alors le pH augmente de 1.
En pratique, on retient :
| Concentration en H₃O⁺ | pH | Caractère |
|---|---|---|
| Élevée | Bas | Acide |
| Faible | Élevé | Basique |
2️⃣ L'échelle de pH⚓︎
Valeurs et domaines⚓︎
Le pH s'exprime par un nombre sans unité, généralement compris entre 0 et 14 (à 25°C).
Classification⚓︎
| Domaine | Valeur du pH | Caractéristique |
|---|---|---|
| Acide | pH < 7 | Excès d'ions H₃O⁺ |
| Neutre | pH = 7 | Équilibre H₃O⁺ / OH⁻ |
| Basique (alcalin) | pH > 7 | Excès d'ions OH⁻ |
📋 Texte
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ 📌 À RETENIR : │
│ │
│ • pH < 7 → ACIDE │
│ • pH = 7 → NEUTRE │
│ • pH > 7 → BASIQUE │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
3️⃣ pH de produits courants⚓︎
Produits du quotidien⚓︎
| Produit | pH | Caractère |
|---|---|---|
| Acide gastrique | 1-2 | Très acide |
| Jus de citron | 2-3 | Acide |
| Vinaigre | 2,5-3 | Acide |
| Jus d'orange | 3,5-4 | Acide |
| Peau saine | 4,5-5,5 | Légèrement acide |
| Eau pure | 7 | Neutre |
| Sang | 7,35-7,45 | Légèrement basique |
| Eau de mer | 8-8,5 | Basique |
| Savon de Marseille | 9-10 | Basique |
| Eau de Javel | 11-12 | Très basique |
Produits cosmétiques⚓︎
| Type de produit | pH recommandé | Justification |
|---|---|---|
| Lotion tonique | 5,0 - 6,5 | Compatible pH cutané |
| Crème hydratante | 5,0 - 7,0 | Respect du film hydrolipidique |
| Shampooing doux | 5,0 - 6,0 | Préserve la kératine |
| Gel douche | 5,5 - 7,0 | Tolérance cutanée |
| Peeling AHA | 3,0 - 4,0 | Action exfoliante |
| Permanente | 8,5 - 9,5 | Ouverture des écailles |
| Coloration | 9,0 - 11,0 | Pénétration du colorant |
4️⃣ Le pH physiologique de la peau⚓︎
Valeur et fonction⚓︎
La peau possède un film hydrolipidique légèrement acide :
\[\boxed{pH_{peau} \approx 4,5 \text{ à } 5,5}\]
Rôles de ce pH acide⚓︎
| Fonction | Explication |
|---|---|
| Protection antimicrobienne | Les bactéries pathogènes se développent mal en milieu acide |
| Maintien de la flore | Les "bonnes" bactéries préfèrent ce pH |
| Fonction barrière | Cohésion des cellules de la couche cornée |
Conséquences d'un mauvais pH⚓︎
| pH du produit | Effet sur la peau |
|---|---|
| Très acide (< 3) | Irritation, brûlure possible |
| Légèrement acide (4-6) | Bien toléré |
| Neutre (7) | Généralement bien toléré |
| Basique (> 8) | Perturbation du film, sécheresse |
| Très basique (> 10) | Irritation, altération barrière |
📋 Texte
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ 📌 COMPATIBILITÉ CUTANÉE : │
│ │
│ Un produit est bien toléré si son pH est proche │
│ du pH physiologique de la peau (4,5 à 5,5) │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
5️⃣ Mesure du pH⚓︎
Méthodes de mesure⚓︎
| Méthode | Précision | Utilisation |
|---|---|---|
| Papier pH | ± 0,5 à 1 | Estimation rapide |
| Bandelettes indicatrices | ± 0,5 | Contrôle de routine |
| pH-mètre | ± 0,01 | Mesure précise (laboratoire) |
Protocole de mesure au pH-mètre⚓︎
📋 Texte
MESURE DU pH AU pH-MÈTRE
1. Étalonner l'appareil avec des solutions tampons (pH 4 et pH 7)
2. Rincer l'électrode à l'eau distillée
3. Sécher délicatement (papier absorbant)
4. Plonger l'électrode dans la solution à mesurer
5. Attendre la stabilisation de l'affichage
6. Lire et noter la valeur
7. Rincer l'électrode après usage
8. Conserver l'électrode dans sa solution de conservation
6️⃣ pH et contrôle qualité⚓︎
Vérification de conformité⚓︎
Pour vérifier si un produit est conforme :
- Mesurer le pH (plusieurs mesures pour fiabilité)
- Calculer la moyenne
- Comparer au cahier des charges
- Conclure sur la conformité
Exemple de cahier des charges⚓︎
| Produit | Spécification pH |
|---|---|
| Lotion tonique | 5,5 ± 0,5 (soit 5,0 à 6,0) |
| Gel douche | 6,0 ± 0,5 (soit 5,5 à 6,5) |
| Shampooing | 5,5 ± 0,3 (soit 5,2 à 5,8) |
Que faire si le pH est hors norme ?⚓︎
| Situation | Action possible |
|---|---|
| pH trop bas (trop acide) | Ajouter une base (soude diluée, triethanolamine) |
| pH trop élevé (trop basique) | Ajouter un acide (acide citrique, acide lactique) |
| Écart important | Investiguer la cause, rejeter si nécessaire |
7️⃣ Ajustement du pH⚓︎
Agents correcteurs courants⚓︎
| Pour acidifier (↓ pH) | Pour alcaliniser (↑ pH) |
|---|---|
| Acide citrique | Soude (NaOH) diluée |
| Acide lactique | Triethanolamine (TEA) |
| Acide phosphorique | Hydroxyde de potassium (KOH) |
Systèmes tampons⚓︎
Un système tampon stabilise le pH d'une formulation :
- Exemples : acide citrique / citrate de sodium, acide lactique / lactate
- Rôle : résister aux variations de pH lors du stockage ou de l'utilisation
📌 À retenir pour l'E2⚓︎
Définitions essentielles⚓︎
| Terme | Définition |
|---|---|
| pH | Mesure de l'acidité/basicité (0 à 14) |
| Acide | Solution de pH < 7 |
| Basique | Solution de pH > 7 |
| pH physiologique | pH naturel de la peau ≈ 4,5-5,5 |
Règles pratiques⚓︎
| Règle | Application |
|---|---|
| pH cutané ≈ 5,5 | Référence pour la compatibilité |
| pH < 7 = acide | Plus d'ions H⁺ |
| pH > 7 = basique | Plus d'ions OH⁻ |
| Conformité | Comparer au cahier des charges |
| O.A.C.J. | Structurer la conclusion : Observation → Analyse → Conclusion → Justification/décision |
Vocabulaire à maîtriser⚓︎
- Acidité / Basicité : caractère chimique lié au pH
- Alcalin : synonyme de basique
- Film hydrolipidique : protection naturelle de la peau
- Système tampon : mélange qui stabilise le pH
🔗 Lien avec la suite de la progression⚓︎
| Séance | Réinvestissement |
|---|---|
| S10 | Évaluation type E2 (exploitation de mesures, conformité) |
| S14 | Acido-basicité : couples acide-base, pKa, diagramme de prédominance |
| S15 (TP2) | Titrage pH-métrique d'un acide cosmétique |
🔧 Fiche méthode associée⚓︎
➡️ Fiche méthode 01 – Justifier une réponse scientifique (O.A.C.J.)