422 La réaction chimique
Tableau 15.5 : Exemples de solutions tampons
_
Exemple : solution d’ion amphotère.
_
Si l’on considère l’ion HCG; , il a, à la fois
Solution d’acide f0ït
,
(voir paragraphe suivant) :
Solution de base forte
——
un caractère acide
: pka = 10,3 ;
_
1
acide faible ,
à la demi neutralisation
_
un
caractère basique îpkb =
6,4M'
e
_
.
.
e ang
base forte
(ou a son v01smage)
Il réagit sur lui—même et le pH du milieu est :
base faible
à la demi neutralisation
H _
.
,
_
'
_
p
_
(p a+pka) _ 894'
Melange
{ acide fort | (ou à son voismage)
2
-
Cet ion participe au maintien du pH du sang à
une valeur voisine de la précédente : 7,4.
Acide HA :
Base B :
Acide conjugué : BH+
b)
Mise en évidence de l’eet tampon
.
+
.
/
Constante de HA
'
k“
Constante de BH
'
k“
@
Reprenons l’exemple du €} 3.1. On ajoute deux
L’application de la loi d’action de masse aux
gouttes (soit dV2 = —110— cm3) de base forte (c2 = % moleéquilibres :
litre—1) à une solution d’acide fort (V1 = 10 cm3,
_
__
1
_
_
1
+
_
+
cl — '5“
mole - htre
).
HA +H20 (__) H3O +A
BH
+HZO
H3O +B
L’addition a lieu, non plus à l’équivalence comme
conduit à
précédemment, mais au début de la neutralisation.
+
[HA]
+
[BH+]
…
Quelle est la variation du pH? Raisonnons d’abord
[H30 ] : ka
ÎA—_Î
[H30 ] : ka
dans le cas général.
Après l’addition :
'
Soit :
,
,
_
C
V1 _ 02 V2
-
—[Al
,
[B]
pH = _10g_1__
.
pH = pka+log—
pH = pka+log —
V
V
-
[HA]
[BH+]
.
1+ 2
Le pH est évidemment le même, les deux équilibres
_
=
—
—1—[ ——_—c2———
——
1—]
-
ayant lieu dans la même solution. Par suite, on peut
‘
d V2
cl V1 _02 V2
V1 + V2
;
écrire
,
_
.
__
V1(C1 +C2)
PH =
pk2
———EA
]———[B]+ } .
'
(Cl V1 ”"2 V2) (V1 + V2)
2
_
[HA] [BH ]
soit :
'
_
À l’équivalence, il y
égalité des quantités d’acide et
d pH = —-1—— ML—.
.”
de base :
‘
2=3 (01 V1 “Cz V2) (V1 + V7.)
[HA]+[A“] = [B]+[BH*]
_
Application numérique .Î
_
et
neutralité électriques’écrit, sachantque les ions
Ici V2
= 0 puisqu’on part de l’acide pur. La
'
de l’eau sont en concentrations négligeables devant
relation se simplie :
cellesdes ions formés :
‘
,
'
.
_
,
…
'
_,
'
-
'.
,
.
_
[A l
=
[BH l =
_
_
2,3
c1 V3
2,3
c1 V1
-
L’expression du pH devient,
à l’équivalence
:
d H
1
X
(%+%) x
10_3
pH — %(pka+pka) = constante.
_
%><10><10_
3
Le pH à l’équivalence est indépendant de la concentra— ,
1
_
_
_
tion. _Ce type de milieu, dont le pH ne varie pas par
:
—>< —
:
_
,
dilution,
est appelé quelquefois tampon partiel. -
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