7 ) LES SOLUTIONS TAMPONS

1. 7 ) LES SOLUTIONS TAMPONS 7.1) Introduction Le pH a un rôle très important dans de nombreuses réactions chimiques et biochimiques .Beaucoup de réactions ne peuvent se faire que si le pH du milieu est maintenu entre des limites, parfois très étroites . Par exemple, le pH sanguin est tamponné à 7,4 ( 7,39  0,015 ) à 37°C : en dehors de ceslimites, il se produit de graves troubles . 7.2 ) Définition • Une solution présente un effet tampon si son pH varie très peu : • par addition de petites quantités d ’ions oxonium ou hydroxyde ; • par dilution modérée .

2. 7.3 ) Exemples Soit la courbe du dosage pH-métrique d ’une solution d ’acide éthanoïque à 0,1 mo/L parune solution de soude de même concentration . acide éthanoïque 0,01 mol/L par soude de même concentration acide éthanoïque 0,001 mol/L par soude de même concentration

3. pseudo-tampon Domaine d ’Henderson Soit la partie du graphique encadrée : à quel type de solution correspond-t-elle ? Mélange de l ’acide faible CH3COOH et de sa base conjuguée CH3COO- Le pH d ’un tel mélange varie peu quand on ajoute de petites quantités d ’acide ou de base (pente de la courbe faible ) et il est pratiquement insensible à la dilution .

4. Effet tampon Dosage d ’une solution d ’acide phosphorique : C = 0,05 mol.L-1 ; C = 0,005 mol.L-1C = 0,0005 mol.L-1 Nature de la solution ayant un effet tampon ? Mélange d ’ions H2PO4- et d ’ions HPO42-

5. 7.4 ) Préparation d ’une solution tampon . AH >> A- A- >> AH pH pKa-1 pKa pKa+1 Une solution tampon est un mélange d ’un acide faible AH et de sa base conjuguée A- ; Le choix du couple acide base dépend du pH souhaité . On choisit un couple acide base dont le pKa est proche du pH souhaité ( moins d ’une unité ) . Trois méthodes : 1on mélange une solution A de l ’acide faible AH et une solution B de la base faible A- . 2 on mélange une solution A de l ’acide faible AH et une solution B de base forte : on neutralise partiellement la solution de l ’acide faible 3 on mélange une solution B de la base faible A- et une solution A d ’acide fort : on neutralise partiellement la solution de la base faible Dans tous les cas, la concentration C (AH) de l ’acide faible et la concentration C (A-) de la base faible doivent être proches : C (AH)  C (A-)

6. 7.5 ) pH d ’une solution tampon . pKa 14,0 OH- H2O A- AH pKa H2O H3O+ 0 Soit une solution d ’acide faible AH et de base faible A- dont les concentrations apportéessont respectivement égales à CA et CB Réaction prépondérante ? R1 : AH + A- = A- + AH 1 Réactions secondaires ? R2 : AH + H2O = A- + H3O+ R3 : A- + H2O = AH + OH- Ke R4 : 2 H2O = H3O+ + OH- Hypothèse ? l ’avancement des réactions secondaires est négligeable Les concentrations de l ’acide faible et de la base faiblene sont pas modifiées Conséquence ? Calcul ? pH =

7. Validité ? le pH doit être compris entre pKa-1 et pKa+1 R2 ou R3 doivent être négligeables R2 : AH + H2O = A- + H3O+ R3 : A- + H2O = AH + OH- Si le pH est acide on s ’assure que : R2 est négligeable en calculant : [H3O+] Si le pH est basique on s ’assure que : R3 est négligeable en calculant : [OH-]

8. 7.6 ) pouvoir tampon . Soit une solution d ’acide faible AH et de base faible A- dont les concentrations apportéessont respectivement égales à CA et CB On ajoute une petite quantité de solution d ’hydroxyde de sodium . K0 = AH + OH- = A- + H2O E.I. CA dC CB - CA- dC CB+ dC E.F.(mol/L) le pH augmente : soit dpH sa variation pouvoir tampon b Le pouvoir tampon est maximal quand les concentrations de l ’acide et de la basesont égales .