Solutions tampons : propriétés régulatrices

Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale

À retenir

• Propriété tampon : résistance aux ajouts modérés d'acides, de bases et à la dilution. • Composition idéale : mélange équimolaire acide faible + base conjuguée pH pK_a. • Pouvoir tampon maximal lorsque [AH] = [A^-].

Le cours

Définition et rôle d'une solution tampon Une solution tampon est une solution dont le pH varie très peu : 1. Lors de l'ajout d'une petite quantité d'acide fort ou de base forte. 2. Lors d'une dilution modérée avec de l'eau pure. Elle est généralement constituée d'un mélange équimolaire d'un acide faible et de sa base conjuguée ([AH] [A^-]). Son pH est alors très proche du pK_a du couple. Les solutions tampons sont indispensables en biologie (maintien du pH sanguin à 7,40 0,05) et pour l'étalonnage des pH-mètres. Pourquoi le pH varie si peu Les ions H_3O^+ ajoutés sont consommés par la base du tampon : A^- + H_3O^+ AH + H_2O. Les ions HO^- ajoutés sont consommés par l'acide : AH + HO^- A^- + H_2O. Tant que les quantités ajoutées restent petites devant celles de AH et A^-, le rapport [A^-]/[AH] change peu, donc pH = pK_a + ([A^-]/[AH]) aussi. Lors d'une dilution, les deux concentrations sont divisées par le même facteur : le rapport, et donc le pH, ne changent pratiquement pas. Attention : un tampon a ses limites Un tampon n'est efficace que si son pH reste dans l'intervalle [pK_a - 1\,;\,pK_a + 1] et que les ajouts restent modérés : si l'on ajoute plus d'ions H_3O^+ qu'il n'y a d'ions A^-, toute la base est consommée et le pH chute brutalement. Plus les concentrations en acide et en base sont élevées, plus le tampon résiste.

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