CHIMIE

solution
pH initial
nature
de l’ajout
pH final
A
5,9
1 mL
de solution
d’acide
fort
5,8
B
5,9
1 mL
de solution
de base
forte
6,0
C
5,9
180 mL
d’eau
distillée
6,0
Doc. 22 Évolution du pH de la
solution d’aspirine effervescente
tamponnée lors des différents ajouts.
4.5 pH d’un mélange d’un acide faible
et de sa base conjuguée
COURS
Soit une solution d’un acide faible HA, de concentration apportée c HA et de sa base
conjuguée A – , de concentration apportée c A – et soit K A, la constante d’acidité du
couple HA / A – . Le couple HA / A – participe à trois réactions d’équations :
(1) HA + A – = A – + HA K 1 0 = 1
(2) HA + H 2O = A – + H 3O + K 2 0 = KA
(3) A – + H 2O = HA + HO – K 3 0 = KB = K e / K A
Lorsque les constantes K A et K B sont faibles par rapport à 1, la réaction (1) est la
réaction prépondérante ; elle ne modifie pas les concentrations initiales et :
et : pH = pKA + log
(16.24)
Si l’une des constantes K A et K B n’est pas faible par rapport à 1, il est nécessaire
pour calculer le pH de la solution, de prendre en compte la réaction dont la constante
n’est pas négligeable, mais ce cas sort du cadre du programme.
4.6 Solution tampon
4.6.1. Mise en évidence expérimentale
Dissolvons un comprimé d’aspirine effervescente tamponnée dans environ 60 mL
d’eau distillée et versons 20 mL de la solution S ainsi obtenue dans trois béchers
A, B et C.
Mesurons le pH commun de ces trois solutions (doc. 22), puis ajoutons :
– à A, 1 mL de solution d’acide chlorhydrique à 0,10 mol . L –1 ;
– à B, 1 mL de solution d’hydroxyde de sodium à 0,10 mol . L –1 ;
– à C, 180 mL d’eau distillée.
Homogénéisons ces mélanges et mesurons leur pH (doc. 22). Nous constatons que
lors de ces trois ajouts, le pH de la solution S a peu varié, la solution S est un exemple
de solution tampon acido-basique.
4.6.2. Définitions
Une solution présente un effet tampon si son pH varie très peu :
– par addition de petites quantités d’ions hydronium ou d’ions hydroxyde
apportées par des acides ou des bases pouvant être forts ;
– par dilution modérée.
Équilibres acido-basiques
Une solution tampon est caractérisée par son pouvoir tampon, généralement
noté b :
b =
(16.25)
où dc B et dc A sont respectivement les variations des concentrations de base forte
ou d’acide fort qui produisent les variations ⏐dpH⏐du pH de la solution.
Le pouvoir tampon b s’exprime comme dc B, en mol . L –1 .
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© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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