Contrôler le pH des solutions

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Structure et transformation de la matière
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Contrôler le pH des solutions

FB_Bac_98601_ChiT_S_030

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Rappels de cours

1L’effet tampon

 Une solution a un effet tampon lorsqu’une addition modérée d’acide ou de base, ou une dilution modérée, n’entraîne qu’une faible variation de son .

 Une solution tampon contient à la fois un acide faible et sa base conjuguée en concentrations voisines ; le contrôlé est alors proche du de ce couple. Pour un mélange équimolaire d’un acide faible et de sa base conjuguée le pH est égal au du couple. Son pouvoir tampon est alors maximal.

 Il existe trois méthodes de préparation d’une telle solution. Par le mélange :

  • d’une même quantité de matière d’un acide faible et de sa base conjuguée  ;
  • d’un acide faible et un peu de base forte (dans des proportions où le pH du mélange sera voisin de pKa) :  ;
  • d’une base faible et un peu d’acide fort (dans des proportions où le pH du mélange sera voisin de pKa) : .

Le d’une telle solution et toujours égal à :

2Exemples

 La présence dans la même molécule de deux groupements antagonistes, l’un acide COOH, l’autre basique NH2, confère des propriétés particulières aux acides-aminés.

NH2 est susceptible de capter un proton pour donner NH3+ et COOH de céder un proton pour donner COO. Ils ont un caractère amphotère.


Le pouvoir tampon des acides aminés est maximal quand le ambiant est proche de la valeur de ou .

Les polypeptides et les protéines sont, par conséquent, des substances amphotères et ont également des pouvoirs tampon.

 Le du sang est voisin de . Le couple tampon sanguin le plus important est : dioxyde de carbone dissous/ion hydrogénocarbonate, , de .


L’ajout d’un acide fort (ions ) produit la réaction , tout se passe comme si l’acide fort était remplacé par un acide faible.

L’ajout d’une base forte (ions ) produit la réaction
, , tout se passe comme si la base forte était remplacée par une base faible.

Le est à peine modifié par l’ajout d’un acide ou d’une base. Les couples tampon ne peuvent toutefois pas résister à un apport massif d’acide, les organes régulateurs interviennent alors (rein, poumons).

Méthode

Réguler un

On souhaite réaliser une réaction enzymatique dans un milieu tamponné à . À l’aide des de l’acide phosphorique , indiquer quel couple permet de réguler ce . Justifier la réponse.

Données :  ;

 ; .

Solution

Le diagramme de prédominance de est :


Le cherché est proche de , on utilise le couple car à , ces deux espèces sont en concentrations égales, elles forment une solution tampon.

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