Calculatrice de solution tampon de Henderson–Hasselbalch
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Résultat
L’équation de Henderson–Hasselbalch suppose que [HA] et [A⁻] sont très supérieures à [H⁺] et [OH⁻]. Un tampon fonctionne mieux pour pKa ± 1. Des quantités en mol donnent le même rapport que des concentrations.
Utilisez l’équation de Henderson–Hasselbalch, pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), pour travailler avec des solutions tampons. Trouvez le pH d’un tampon à partir des concentrations de l’acide faible et de sa base conjuguée, trouvez le rapport base/acide et les concentrations nécessaires pour un pH visé, ou trouvez le pKa à partir d’un pH mesuré. Vous pouvez donner la force de l’acide sous forme de pKa ou de Ka.
Corrigé pas à pas
Équation de Henderson–Hasselbalch
Remplacer
Formules clés
- pH
- pH = −log[H⁺]
- Acide faible
- [H⁺] ≈ √(Ka·c)
- Tampon
- pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Comment utiliser l’équation de Henderson–Hasselbalch
- Identifiez l’acide faible HA et sa base conjuguée A⁻, par exemple l’acide acétique et l’acétate.
- Trouvez le pKa. Si l’on vous donne Ka, utilisez pKa = −log Ka.
- Pour le pH : pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Vous pouvez utiliser des moles au lieu de concentrations, car les deux sont dans le même volume.
- Pour un pH visé : [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa). Répartissez une concentration totale c en [A⁻] = c·r/(1 + r) et [HA] = c/(1 + r).
- Vérifiez le résultat : quand [A⁻] = [HA], le pH est égal au pKa, et un tampon fonctionne mieux pour pKa ± 1.
Questions et réponses
Quand l’équation de Henderson–Hasselbalch est-elle exacte ?
Quand [HA] et [A⁻] sont tous deux très supérieurs à [H⁺] et [OH⁻], ce qui est généralement vrai pour des tampons au-dessus d’environ 0,01 mol/L dont le pH est compris entre environ 3 et 11. Pour des solutions très diluées ou des acides assez forts, résolvez plutôt l’équilibre complet.
Que se passe-t-il si j’ajoute un acide ou une base forts à un tampon ?
Travaillez en moles. Le H⁺ ajouté transforme A⁻ en HA, et le OH⁻ ajouté transforme HA en A⁻. Mettez à jour les deux quantités, puis reportez le nouveau rapport dans l’équation.
Puis-je l’utiliser pour un tampon basique comme l’ammoniac ?
Oui, avec le pKa de l’acide conjugué : pour NH₄⁺/NH₃, le pKa vaut 9,25, donc pH = 9,25 + log([NH₃]/[NH₄⁺]). Vous pouvez aussi travailler avec pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) et pH = 14 − pOH à 25 °C.
Pourquoi un tampon ne fonctionne-t-il qu’au voisinage de son pKa ?
Un effet tampon exige beaucoup de HA et de A⁻ pour absorber l’acide ou la base ajoutés. À une unité de pH du pKa, le rapport est déjà de 10:1, et plus loin il reste trop peu de l’une des deux formes.
Quel est le pH d’un tampon contenant des quantités égales d’acide et de base ?
Il est égal au pKa, car log 1 = 0. Pour l’acide acétique et l’acétate de sodium à concentrations égales, le pH est d’environ 4,76.
Entraînez-vous
S’entraîner : pH et tampons
Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.