Fiche de révision
Chimie

Les solutions tampons

Le sang garde un pH de 7,4 malgré tout ce qu’on mange : grâce aux solutions tampons.

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Fiche de révision de Chimie : « Les solutions tampons », proposée par ndolomath.com

Les solutions tampons

💡 Idée principale : une solution tampon contient un acide faible et sa base conjuguée en quantités voisines. Son pH, proche du pKa, varie peu par ajout modéré d’acide, de base ou par dilution.
Étapes résumées
  1. Mélange équimolaire AH + A⁻ : pH = pKa.
  2. Le pH varie peu par ajout modéré d’acide ou de base.
  3. Il ne varie presque pas par dilution.
  4. Exemples : sang (pH 7,4), médicaments, cosmétiques.

Propriétés

Une solution tampon…

  • … a un pH proche du pKa du couple.
  • … résiste aux ajouts modérés d’acide ou de base.
  • … garde son pH quand on la dilue.
Préparer une solution tampon
1

Mélanger

Acide faible + sa base conjuguée.
2

Demi-neutraliser

Acide faible + base forte en quantité moitié.
3

Contrôler

Mesurer le pH au pH-mètre.
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1. Comprendre l’effet tampon

Une solution tampon contient un acide faible et sa base conjuguée en quantités voisines. Si on ajoute un peu d’acide, la base le consomme ; si on ajoute un peu de base, c’est l’acide qui la neutralise. Le rapport des deux espèces change peu, donc le pH reste presque constant. L’efficacité est maximale quand pH = pKa.

Exemples

Exemple guidé

On mélange 50 mL d’acide éthanoïque à 0,1 mol/L et 50 mL d’éthanoate de sodium à 0,1 mol/L. pH du mélange ?

Solution :
[AH] = [A⁻].
pH = pKa = 4,8.

Le sang

Couple H₂CO₃/HCO₃⁻ : pH 7,4.

Laboratoire

Étalonnage des pH-mètres.

Agriculture

Sols tamponnés.

Cosmétiques

Shampooings à pH contrôlé.

Calculer le pH d’un tampon

Exercice type

On mélange 0,1 mol d’acide éthanoïque et 0,05 mol d’éthanoate de sodium dans 1 L. pH du tampon ? (pKa = 4,8)

Solution :
pH=4,8+log⁡0,050,1=4,8−0,3=4,5.
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Dans le corps humain

  • Le couple CO2,H2O/HCO3− maintient le pH du sang près de 7,4.
  • Une variation de pH de 0,4 seulement peut être dangereuse.

À toi de jouer

1. pH d’un mélange équimolaire d’un couple de pKa 9,2 ?
2. Le pH d’un tampon varie-t-il par dilution ?
3. pH du sang ?

Réponses : 9,2 · très peu · 7,4. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • Un tampon ne résiste pas à des ajouts très importants.
  • Le pH d’un tampon n’est pas toujours 7.
  • Il faut un acide faible, pas un acide fort.

Méthode

Identifie le couple, compare les quantités de AH et A⁻, et utilise pH = pKa + log([A⁻]/[AH]).
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