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Solutions tampons – pourquoi le pH ne varie-t-il presque pas ?

ChimieAcides, bases et titrages16–17 ans

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Ajoutez des gouttes de HCl ou de NaOH dans deux béchers, de l’eau distillée et une solution tampon (CH₃COOH/CH₃COO⁻, NH₄⁺/NH₃, H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ ou le tampon carbonate du sang), puis comparez le pH. Une loupe et des barres de quantité montrent les formes acide et basique du tampon qui se transforment l’une en l’autre, la relation de Henderson–Hasselbalch pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) et le moment où le pouvoir tampon est épuisé.

Leçon : Solutions tampons – relation de Henderson–Hasselbalch et pouvoir tampon

Ce qu’elle montre

Un tampon contient un acide faible et sa base conjuguée en quantités voisines et notables. Les ions H⁺ ajoutés sont captés par la base conjuguée et les ions OH⁻ ajoutés sont neutralisés par l’acide faible : le pH bouge à peine jusqu’à ce qu’un des deux constituants soit presque épuisé. La simulation calcule le pH exactement à partir de l’électroneutralité et le compare à la relation de Henderson–Hasselbalch. L’eau pure, qui ne capte rien, change de plusieurs unités de pH en quelques gouttes. Le tampon sanguin montre comment le pH reste proche de 7,4.

Mode d’emploi

Choisissez un Système tampon, réglez Concentration totale et le rapport forme basique / forme acide. Appuyez sur +1 goutte HCl, +10 gouttes HCl, +1 goutte NaOH ou +10 gouttes NaOH, ou touchez la moitié gauche ou droite de l’image. Comparez les pH-mètres et le ΔpH, observez la loupe et les barres de quantité, et suivez le graphique du pH en fonction des gouttes ajoutées. Activez Courbes théoriques pour voir la courbe entière et la zone tampon.

Paramètres modifiables

  • Système tampon CH₃COOH / CH₃COO⁻ (pKa = 4,76), NH₄⁺ / NH₃ (pKa = 9,25), H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ (pKa = 7,21), H₂CO₃ / HCO₃⁻ – tampon sanguin (pKa = 6,1 à 37 °C)
  • Concentration totale du tampon 0,01–0,5 M
  • Rapport [forme basique]/[forme acide] 0,1–20
  • Afficher les courbes de pH théoriques

Questions à explorer

  1. Pourquoi une goutte de HCl modifie-t-elle bien plus le pH de l’eau distillée que celui du tampon ?
  2. Comment le pouvoir tampon et le pH initial changent-ils quand vous augmentez la concentration totale ?
  3. Le tampon sanguin, avec HCO₃⁻/H₂CO₃ = 20, résiste-t-il mieux à un ajout d’acide ou de base ?

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