Chimie
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Solutions tampon : fabrication, propriétés

Les propriétés acido-basiques des solutions contenant un acide faible et la base conjuguée de cet acide en quantités comparables sont telles que ces solutions sont appelées « solutions tampons ».

L'adjectif « tampon » rend compte de la très faible variation du de ces solutions quand on leur ajoute une faible quantité d'acide fort ou de base forte ou quand on les dilue modérément.

pH d'une solution tampon
Variation du pH d'une solution tampon par addition d'acide fort.
Exemple

Soit une solution tampon composée d'un mélange de 500 mL d'une solution d'acide éthanoïque à 0,40 mol.L-1 et de 500 mL d'une solution d'éthanoate de sodium (Na+ ,CH3COO- ) à 0,60 mol.L-1. Quel est son pH ? (Le du couple acide éthanoïque / ion éthanoate vaut 4,80 )

L'addition des deux solutions fournit un litre de solution tampon contenant 0,20 mol d'acide éthanoïque et 0,30 mol d'ion éthanoate. En utilisant les notations ci-dessus, on a donc a = 0,20 et b = 0,30 soit . La grandeur notée h vaut donc h = 1,06.10-5 mol.

On ajoute à un litre de cette solution 10 mL d'acide chlorhydrique concentré, correspondant à 0,10 mol. En négligeant la variation de volume, calculez le obtenu ; comparez au de la solution obtenue en versant la même quantité d'acide dans un litre d'eau pure.

Faisons le bilan en mol dans un litre de solution comme ci-dessus :

Les quantités finales d'acide et de sa base conjuguée sont calculées en considérant que la réaction

est totale .

On calcule donc soit .

On constate que pratiquement tout l'acide introduit a réagi avec l'ion éthanoate.

Si l'on avait versé 0,10 mol d'acide fort dans un litre d'eau pure, la concentration en ions hydronium serait de 0,10 mol.L-1 et le   serait 1,0.

La différence de propriétés est spectaculaire entre une solution tampon et de l'eau.

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