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Acide / Base

A6

Le pKa et la solution tampon

Compétences exigibles :

T°S

Compétence transversale :

Identifier l’espèce prédominante d’un couple acide Analyser : interpréter des résultats base connaissant le pH du milieu et le pKa du couple.

Doc 1 : Une solution tampon
La plus importante application des propriétés des solutions acide base qui contiennent un ion commun est la préparation d'une solution tampon, Une solution tampon est une solution dont le pH varie très peu après addition d'ion hydroxyde HO- et d'ion oxonium H3O+ ou par dilution. Le meilleur exemple de solution tampon est le sang puisqu'il peut absorber les acides et les bases produites par les diverses réactions biologiques sans que son pH varie. L'invariabilité du pH du sang est en effet vitale, étant donné que les cellules ne peuvent survivre que dans une très faible zone de pH. Le tampon physiologique formé par le couple H2CO3/HCO3maintient le pH sanguin entre 7,3 et 7,5.

Une solution tampon est préparée à partir d'un acide à caractère faible ou d'une base à caractère faible. En choisissant les espèces chimiques appropriées, on peut ainsi préparer un tampon à presque n'importe quel pH. En effet, un acide à caractère faible constitue une solution tampon lorsque la concentration de sa base

A– est égale à la concentration de son acide conjugué HA, on obtient un mélange équimolaire.
Dans ce cas le pH est égal à la valeur du pKa du couple en solution. Cela se calcule aisément à l'aide de la relation suivante :

pH = pKA + Log ( [B]eq /[A]eq )

pH : pH de la solution pKa : pKa du couple (A/B) en solution
[B]eq : Concentration de la base A- à l’équilibre en mol.L-1
[A]eq :Concentration de l’acide AH à l’équilibre en mol.L-1

Doc 2 : Domaine de prédominance
On peut en déduire un domaine de prédominance des espèces chimique A et B vis-à-vis du pKa du couple

Dans un système chimique, on dit qu'une espèce A est prédominante par rapport à une espèce
B si [A] > [B].
Pour un couple acide-base ( A/B)