Solutions tampons: préparation et utilisation

Les solutions tampons sont des solutions contenant des systèmes de tampons. Les systèmes tampons sont appelés mélanges, qui contiennent une certaine quantité d'acides faibles et leurs sels avec des bases fortes ou faibles et leurs sels avec des acides forts. De telles solutions ont une concentration stable en ions H + lorsqu'elles sont diluées avec un solvant neutre (eau) et une certaine quantité d'acides forts ou de bases fortes y est ajoutée.

Les solutions tampons se trouvent dans les eaux des océans, des solutions de sol et des organismes vivants. Ces systèmes remplissent les fonctions de régulateurs qui soutiennent la réaction active du milieu à une certaine valeur, nécessaire au bon déroulement des réactions métaboliques. Les solutions tampons sont classées en acides et basiques. Un exemple du premier peut être le système tampon à l’acétate, et le second - l’ammonium. Distinguer entre les solutions tampons naturelles et artificielles. La solution tampon naturelle est constituée de sang contenant du bicarbonate, du phosphate, des protéines, de l'hémoglobine et des systèmes tampons acides. La solution tampon artificielle peut être un tampon acétate constitué de CH3COOH.

Les caractéristiques de la composition interne et le mécanisme d'action des systèmes tampons seront pris en compte dans l'exemple du système tampon acétate: acide acétate / acétate de sodium. En milieu aquatique, les composants du système tampon subissent une dissociation électrolytique. L'acétate de sodium sous forme de sel d'un acide faible et d'une base forte est complètement dissocié en ions. La présence d'anions dans un tel mélange tampon dépend de la concentration de sel dans celui-ci et du degré de dissociation. La concentration en ions H + dans le système tampon est directement proportionnelle à la concentration d'acide dans celui-ci et inversement proportionnelle à la teneur en sel de cet acide.

Ainsi, la concentration en ions H + dans le tampon principal est directement proportionnelle à la concentration de sel dans celui-ci et inversement proportionnelle à la concentration de la base.

En laboratoire, des solutions tampons ayant des valeurs de pH connues auparavant sont utilisées. Ainsi, la préparation de solutions tampons est réalisée à l'aide de solutions d'un acide faible et de son sel avec une base forte ou d'une base faible et de son sel avec un acide fort. Ensuite, en modifiant le rapport quantitatif des composants, préparez des solutions tampons avec une valeur de pH donnée. Certains s'intéressent à la façon dont la solution est préparée.

Par exemple, vous devez préparer un tampon d’acétate avec plusieurs valeurs de pH. Préparez d’abord les solutions 5M d’acétate d’acide et d’acétate de sodium. Pour la préparation de la première solution, prenez 50 ml de chaque composant. Guidé par la formule, déterminez la concentration en ions H + dans la solution résultante.

Pour la solution tampon suivante, prenez le 80 ml de la solution acide et le 20 ml de la solution de sel préparée précédemment. Il existe un certain nombre de formulations de différentes solutions tampons utilisées dans les analyses chimiques et les pratiques de laboratoire.

Pour les solutions tampons, certaines propriétés sont caractéristiques. Ceux-ci incluent, en premier lieu, le tamponnage - la capacité de maintenir une concentration constante en ions H + lorsqu'une certaine quantité d'un acide fort ou d'une base forte est ajoutée à la solution tampon. Par exemple, si une petite quantité d’acide chlorure est ajoutée au tampon d’acétate, le pH ne passera pas du côté acide, car l’acide chlorure réagira pour permettre la décomposition par échange avec un sel d’un acide faible. À la suite de la réaction, un acide fort pouvant déplacer le pH du côté acide est remplacé par un acide faible et un sel neutre. Le degré de dissociation d'une solution d'électrolyte faible diminue avec l'augmentation de sa concentration, tend vers zéro et il n'y a pas de décalage du pH.

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