Simulateur de solution tampon
Équations de cette simulation
| pKa | Tampon | le pH auquel l'acide est à moitié dissocié ; un tampon marche le mieux à moins d'environ 1 unité de lui | |
|---|---|---|---|
| [A⁻] ÷ [HA] | rapport forme basique sur forme acide | Henderson-Hasselbalch : ajouter de l'acide change A⁻ en HA, ajouter de la base fait l'inverse, et le pH suit le logarithme du rapport |
Avec les valeurs actuelles :
| C_T | Concentration totale du tampon (mM) | forme acide plus forme basique, diluées par le volume des ajouts | |
|---|---|---|---|
| Kw | produit ionique de l'eau | 10⁻¹⁴ à 25 °C | |
| [H⁺] | concentration en ions hydrogène | résolue exactement à partir de ce bilan de protons, si bien que le pH reste juste même loin du pKa, là où Henderson-Hasselbalch échoue |
Avec les valeurs actuelles :
| β | pouvoir tampon | moles d'acide ou de base forte par litre nécessaires pour déplacer le pH de 1 ; maximal à pH = pKa et proportionnel à C_T |
|---|
Avec les valeurs actuelles :
| V | volume | commence à 100 mL dans chaque bécher ; l'eau pure n'a rien pour absorber l'acide ajouté, donc son pH tombe directement à environ −log de l'excès |
|---|
Avec les valeurs actuelles :
Comment utiliser le simulateur de solution tampon
- Le bécher de gauche contient un tampon, celui de droite le même volume d'eau pure. Appuyez sur Ajouter de l'acide ou Ajouter de la base, ou choisissez d'ajouter en continu : la même quantité va dans les deux. Les liquides sont colorés comme par un indicateur universel, et le pH s'affiche au-dessus de chaque bécher.
- Dans le tampon, les molécules bleues de la forme acide deviennent jaunes (forme basique) quand on ajoute de la base, et redeviennent bleues avec de l'acide, tandis que les points rouges de H₃O⁺ restent rares. Dans l'eau, chaque goutte apparaît en H₃O⁺ ou OH⁻ libre et le pH saute de plusieurs unités. Le graphique trace la courbe de titrage complète dans les deux sens pour chaque bécher.
- Changez le tampon, sa concentration et le rapport initial base sur acide. Un tampon est le plus efficace à son pKa et quand il est concentré, et il lâche dès qu'une des formes est épuisée, comme le montre l'indication de ce qu'il peut encore absorber. Pour en préparer un à un pH donné, utilisez le Calcul de tampon.
Questions fréquentes
Comment fonctionne une solution tampon ?
Elle contient à la fois un acide faible et sa base conjuguée, comme l'acide acétique et l'acétate. Le H⁺ ajouté est capté par la base (A⁻ + H⁺ → HA) et le OH⁻ ajouté par l'acide (HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O). Au lieu que le H⁺ libre change beaucoup, c'est le rapport A⁻ sur HA qui change un peu, et le pH suit le logarithme de ce rapport.
Qu'est-ce que l'équation de Henderson-Hasselbalch ?
pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA]). Avec autant de forme acide que de forme basique, le pH égale le pKa ; dix fois plus de base donne pKa + 1, dix fois plus d'acide pKa − 1. C'est une approximation excellente entre environ pKa − 1 et pKa + 1 aux concentrations courantes, et la simulation l'affiche à côté du pH exact.
Qu'est-ce que le pouvoir tampon ?
La quantité d'acide ou de base forte qu'un tampon peut absorber par unité de variation de pH. Il est maximal à pH = pKa, diminue de part et d'autre et est proportionnel à la concentration totale : un tampon à 100 mM résiste à dix fois plus d'acide qu'un tampon à 10 mM. Choisissez un tampon dont le pKa est à moins de 1 du pH voulu.
Pourquoi le pH de l'eau chute-t-il autant avec une goutte d'acide ?
L'eau pure ne contient que 10⁻⁷ M de H⁺. Un millilitre de HCl à 1 M dans 100 mL donne environ 0,01 M de H⁺, cent mille fois plus, donc le pH tombe de 7 à 2. Dans un tampon, le même acide est transformé en acide faible HA et le H⁺ libre change à peine.
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