Pseudo-tampons
Les pseudo-tampons sont des solutions qui ne répondent pas à tous les critères qui
définissent une solution tampon
1. Solution sensibles à la dilution : solutions d’acide fort ou de base
forte
Le pouvoir tampon d’une solution d’acide fort est : b
= 2,3 . h
Le pouvoir tampon d’une solution de base forte est : b
= 2,3 . w
Mélange équimolaire acide fort - base forte : 10 mL d’acide chlorhydrique
à 100 mmol.L-1 et 5 mL d’hydroxyde de sodium à 100 mmol.L-1.
pH = - log C = - log [(CA.VA - CB.VB)
/ (VA + VB)]
pH = - log [(0,1.10 - 0,1.5) / (10 + 5)] = -log (0,5 / 15) = - log
(0,033)
pH = 1,48.
Si on ajoute 5 mL d’hydroxyde de sodium à 10 mmol.L-1, le nouveau pH
est de :
pH = - log C = - log [(CA.VA - CB.VB)
/ (VA + VB)]
pH = - log [(0,033.15 - 0,01.5) / (15 + 5)] = -log (0,45 / 20)
pH = 1,65.
Néanmoins une solution d’acide fort ne répond pas aux critères des solutions
tampons puisque son pH varie de façon importante avec la dilution :
Pour pC = 1, pH = 1 : b = 0,23 Pour pC = 2, pH =
2 : b = 0,023
Pour pC = 3, pH = 3 : b = 0,0023 Pour pC = 4, pH =
4 : b = 0,00023
2. Solutions sensibles à l’addition d’acides forts ou de bases
fortes : solutions d’ampholytes
Le pH d’un ampholyte est donné par : pH = ½ (pKa1 + pKa2),
et est donc indépendant de la concentration, donc de la dilution. On peut donc les
utiliser pour standardiser les pH-mètres.
Solution de monohydrogénophosphate de sodium à 100 mmol.L-1 :
2 HPO42- = PO43-
+ H2PO4-
pH = ½ (pKa1 + pKa2) = ½ (2,2 + 12,4) = 7,3.
Si on ajoute à 10 mL de la solution ampholytique précédente 10 mL d’acide
chlorhydrique à 10 mmol.L-1, alors le pH est :
HPO42- + H3O+ ® H2PO4- + H2O K = 1/Ka
= 10pKa = 107,4
La réaction est totale :
|
HPO42- |
+ |
H3O+ |
® |
H2PO4- |
+ |
H2O |
Etat initial |
n |
|
nA |
|
0 |
|
- |
Etat d’équilibre |
n - nA |
|
0 |
|
nA |
|
- |
Le pH sera fixé par la relation de Henderson-Hasselbach :
pH = pKa + log [HPO42-] / [H2PO4-]
= pKa + log [ n(HPO42-) / n(H2PO4-)
]
pH = 7,4 + log (10 - 1 / 1)
pH = 7,4 + log 9 = 8,35
