Solution tampon, relation de Henderson-Hasselbalch
pH d’un tampon, rapport base/acide pour un pH visé, et quantités à peser pour préparer un volume donné, avec la zone tampon vérifiée.
Résultat
4,76
- Calcul
- pH = pKa + log([A⁻]/[AH]) = 4,76 + log(1) = 4,76
Le pouvoir tampon est maximal à pH = pKa ; le couple à choisir est celui dont le pKa est le plus proche du pH visé.
- Rapport base/acide
- 1
- Part de la forme basique
- 50 %
Remarques (2)
Zone ombrée : pKa ± 1, rapport de 1:10 à 10:1. Près de ses coins, le point est déjà sur la pente, bien que classé dans la zone.
Ce tampon a un pH de 4,76.
Calcul, hypothèses et sources
PrésentationLa relation pH = pKa + log([A⁻]/[AH]) pour trois usages de paillasse : le pH d'un tampon de concentrations connues, le rapport base/acide pour un pH visé, et la préparation complète (moles de chaque espèce pour un volume et une concentration donnés).
La relation pH = pKa + log([A⁻]/[AH]) pour trois usages de paillasse : le pH d'un tampon de concentrations connues, le rapport base/acide pour un pH visé, et la préparation complète (moles de chaque espèce pour un volume et une concentration donnés). Le pH est comparé à la zone tampon du couple, pKa ± 1. Hors de cette zone, l'espèce minoritaire s'épuise à la première goutte.
Méthode & formulespH = pKa + log([A⁻]/[AH])
La relation découle de la constante d'acidité écrite en logarithmes. Le pH ne dépend que du rapport des deux formes : un tampon 1 M et un tampon 0,1 M au même rapport ont le même pH, mais le premier encaisse dix fois plus d'acide.
- pKa
- le pH auquel les deux formes du couple sont à égalité : acétate 4,76, phosphate 7,21, ammonium 9,25 à 25 °C.
- AH / A⁻
- la forme acide du couple et sa base conjuguée.
- Zone tampon
- pKa ± 1, là où le rapport reste entre 1:10 et 10:1 et où la solution résiste aux ajouts d’acide ou de base.
- Capacité
- la quantité d’acide ou de base que le tampon peut encaisser : elle croît avec la concentration totale du couple.
Domaine de validitéLa relation prend les concentrations introduites pour celles de l'équilibre.
La relation prend les concentrations introduites pour celles de l'équilibre. Elle vaut quand elles dominent largement l'autoprotolyse de l'eau et la dissociation propre du couple, soit environ 0,01 à 1 mol/L et un pH entre 3 et 11. Une solution très diluée, très acide ou très basique demande le bilan exact de l'outil de pH. Les pKa varient avec la température et la force ionique. Celui du Tris baisse de près de 0,03 unité par degré : un tampon Tris préparé à 25 °C n'a plus le même pH à 37 °C.