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Concept
Solution tampon
Résumé
En chimie, une solution tampon est une solution qui maintient approximativement le même pH malgré l'addition de petites quantités d'un acide ou d'une base, ou malgré une dilution.
Si l'un de ces trois critères n'est pas vérifié alors la solution est une solution pseudo-tampon.
Une solution tampon est composée :
soit d'un acide faible HA et de son anion A−. Il s'agit par exemple du couple CH3COOH/CH3COO− ;
soit d'une base faible B et de son cation BH+ comme le couple NH4+/NH3.
On trouve dans le sang humain une solution tampon physiologique formée par le couple H2CO3/HCO3− qui maintient le pH sanguin entre 7,35 et 7,45.
Il existe également des tampons redox qui vont fixer approximativement le potentiel des solutions et des tampons ioniques qui vont fixer approximativement la force ionique des solutions.
Le pH est maintenu constant grâce à l'absorption ou à la libération d'un ion H+ par les espèces en présence dans la solution. Par exemple, l'acide acétique (qui est un des constituants du vinaigre) donne :
Cette réaction est réversible et en équilibre. Lorsqu'un composé de ce type est présent dans une solution, les deux espèces moléculaires CH3COOH et CH3COO− sont donc présentes. Ainsi, si on ajoute par exemple un acide à cette solution, une partie de celui-ci est consommée dans la réaction suivante :
La proportion des espèces CH3COO− et CH3COOH est donc modifiée, mais le pH quant à lui varie beaucoup moins que si ces molécules n'étaient pas présentes dans l'eau. C'est ce que l'on appelle l'« effet tampon ».
On prend dans un premier temps la définition du pH telle que donnée par l'équation de Henderson-Hasselbalch.
On considère donc que : , avec [A−] la concentration de la base conjuguée et [AH] la concentration de l'acide.
Une acidification (en apportant de nouveaux protons H+) ou une alcalinisation (en consommant des protons H+ existants) entraînera le changement de la quantité de AH (et celle de A−), changement dû au déplacement d'équilibre. L'effet de cette acidification ou alcalinisation peut ainsi être apprécié grâce à la mesure du changement de la quantité d'acide.
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