Solution tampon c'est un mélange homogène qui ne change pas le pH ou le pOH lorsque de petites quantités d'acide fort ou de base forte sont ajoutées à ce mélange. Cependant, le mélange ne change pas de pH ou de pOH uniquement s'il présente l'une des deux compositions ci-dessous :
Prise de courant acide (pH inférieur à 7) :
Il contient de l'acide faible mélangé à un sel soluble qui a le même anion, comme l'acide cyanhydrique (HCN) et le cyanure de potassium (KCN), qui ont le même anion cyanure (CN).
Tampon basique (pH supérieur à 7) :
Base faiblement mélangé avec un sel qui a le même cation, tel que l'hydroxyde de zinc [Zn(OH)2] et du chlorure de zinc (ZnCl2), qui ont le même cation zinc (Zn+2).
Il est important, afin de comprendre l'influence qu'une solution tampon a sur la réception d'un acide ou d'une base forte, de se rappeler quand les acides et les bases sont considérés comme forts :
→ Classement des bases en termes de force
fort: bases avec des éléments chimiques des familles IA (métaux alcalins) et IIA (métaux alcalino-terreux), à l'exception du magnésium ;
faible: bases qui ont l'élément magnésium et un autre, tant qu'il n'appartient pas aux familles IA et IIA.
→ Classement des acide pour la force
a) Pour les hydrates (acides sans oxygène) :
fort: uniquement HCl, HBr et HI ;
modère: HF uniquement ;
faible: tout autre hydroxyde.
b) Pour les oxyacides (acides avec oxygène) :
fort: lorsque la soustraction du nombre d'oxygènes par le nombre d'hydrogènes est égale ou supérieure à 2 ;
modère: lorsque la soustraction du nombre d'oxygènes par le nombre d'hydrogènes est égale à 1 ;
faible: lorsque la soustraction du nombre d'oxygènes par le nombre d'hydrogènes est égale ou inférieure à 0.
Influence de l'ajout d'une base forte à un tampon
Pour expliquer, utilisons le solution tampon formé par l'hydroxyde de zinc [Zn(OH)2] et le sel soluble de chlorure de zinc (ZnCl2), qui recevra une petite quantité de base forte d'hydroxyde de sodium (NaOH). Voir les soldes présents dans cette solution tampon :
Équation d'équilibre de dissociation de base
L'équilibre se déplace vers la gauche car la base est faible.
Équation d'équilibre de dissociation du sel
La balance se déplace vers la droite car le sel est soluble.
La base forte a l'équilibre suivant :
Équation d'équilibre de dissociation de base
L'équilibre se déplace vers la droite car la base est solide.
La base forte ajoutée libère l'anion hydroxyde (OH) dans l'eau-), qui a une forte affinité pour les cations zinc (Zn+2) du sel dans le deuxième équilibre. L'association entre l'hydroxyde et le zinc forme l'hydroxyde de zinc :
équation de formation de base
Alors le OH- de base diminue la quantité de zinc dans le deuxième équilibre et augmente la quantité de base [Zn(OH)2], l'amenant à se dissocier davantage et à libérer des cations Zn+2 dans le premier équilibre. Comme nous n'allons pas avoir de changement dans la quantité d'hydroxyde dans le milieu, le pH ne change donc pas.
Influence de l'ajout d'un acide fort à un tampon
Pour expliquer, utilisons le tampon formé par l'hydroxyde de zinc [Zn(OH)2] et par le sel soluble de chlorure de zinc (ZnCl2), qui recevra une petite quantité d'acide iodhydrique (HI), qui est fort. Voir les soldes présents dans la casquette :
Équation d'équilibre de dissociation de base
Balance décalée vers la gauche car la base est faible.
équation du bilan salin
Balance décalée vers la droite car le sel est soluble.
L'acide fort a l'équilibre suivant :
Équation d'équilibre acide
L'équilibre s'est déplacé vers la droite car l'acide est fort.
L'acide ajouté produit le cation hydronium dans l'eau (H+), qui a une forte affinité pour les ions hydroxyde (OH-) de la base. L'association entre l'hydronium et l'hydroxyde forme une molécule d'eau :
équation de formation d'eau
Alors le H+ d'acide diminue la quantité d'hydroxydes dans le premier équilibre, augmentant la dissociation des bases. Comme nous n'allons pas avoir de changement dans la quantité d'hydroxyde dans le milieu, le pH ne change donc pas.
Par moi Diogo Lopes Dias
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm