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En chimie, un "tampon" est une solution que vous ajoutez à une autre solution afin d'équilibrer son pH, son acidité relative ou son alcalinité. Vous créez un tampon en utilisant un acide ou une base "faible" et sa base ou son acide "conjugué", respectivement. Pour déterminer le pH d'un tampon - ou extrapoler à partir de son pH la concentration de l'un de ses composants - vous pouvez effectuer une série de calculs basés sur l'équation de Henderson-Hasselbalch, également connue sous le nom d '"équation de tampon".
Utilisez l'équation du tampon pour déterminer le pH d'une solution tampon acide, en fonction de certaines concentrations acide-base. L’équation de Henderson-Hasselbalch est la suivante: pH = pKa + log (/), où "pKa" est la constante de dissociation, un nombre unique pour chaque acide, "" représente la concentration de la base conjuguée en moles par litre (M) et "" représente la concentration de l'acide lui-même. Par exemple, considérons un tampon qui combine de l’acide carbonique 2,3 M (H2CO3) avec un ion hydrogénocarbonate de 0,78 M (HCO3-). Consultez un tableau pKa pour voir que l’acide carbonique a un pKa de 6,37. En branchant ces valeurs dans l'équation, vous voyez que pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,333) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Calculez le pH d'une solution tampon alcaline (ou basique). Vous pouvez réécrire l’équation de Henderson-Hasselbalch pour les bases: pOH = pKb + log (/), où "pKb" est la constante de dissociation des bases, "" représente la concentration d’un acide conjugué bases et "" est la concentration de la base . Considérons un tampon qui combine de l'ammoniac 4,0 M (NH3) avec des ions d'ammonium 1,3 M (NH4 +). Consultez un tableau pKb pour localiser l'ammoniaque pKb, 4,75. En utilisant l'équation de tampon, déterminez que pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Rappelez-vous que pOH = 14 - pH, donc pH = 14-pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Déterminez la concentration d'un acide faible (ou de sa base conjuguée), en fonction de son pH, de son pKa et de la concentration de l'acide faible (ou de sa base conjuguée). En gardant à l’esprit que vous pouvez réécrire un "quotient" de logarithmes - c’est-à-dire. log (x / y) - en tant que log x - log y, réécrivez l'équation de Henderson Hasselbalch en tant que pH = pKa + log - log. Si vous avez un tampon d'acide carbonique dont le pH est de 6,2 et que vous savez être fabriqué avec de l'hydrogénocarbonate 1,37 M, calculez-le comme suit: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log = 6,37 + 0,137 - log. En d'autres termes, log = 6,37 - 6,2 + 0,137 = 0,307. Calculez en prenant le "log inverse" (10 ^ x sur votre calculatrice) de 0,307.La concentration en acide carbonique est donc de 2,03 M.
Calculez la concentration d'une base faible (ou de son acide conjugué), en fonction de son pH, de son pKb et de la concentration de l'acide faible (ou de sa base conjuguée). Déterminez la concentration d'ammoniac dans un tampon d'ammoniac de pH 10,1 et d'ion ammonium de 0,98 M, en gardant à l'esprit que l'équation de Henderson Hasselbalch fonctionne également pour les bases - tant que vous utilisez pOH au lieu de pH. Convertissez votre pH en pOH comme suit: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Ensuite, connectez vos valeurs à l’équation de tampon alcalin "pOH = pKb + log - log" comme suit: 3,9 = 4,75 + log - log = 4,75 + (-0,009) - log. Puisque log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, la concentration d’ammoniac est l’inverse du log (10 ^ x) ou 0,841, soit 6,93 M.