Solution tampon

[invite2edbde82]

Bonjour, je sollicite votre aide pour me débloquer sur mon sujet de devoir maison dont voici l'énoncé :

Ce devoir a pour but de déterminer expérimentalement certaines caractéristiques biochimiques et biophysiques de la "Human Serum Albumin" ou HSA. Cette protéine, produite par le foie, est la protéine majoritaire du plasma sanguin humain. Elle représente environ la moitié des protéines du sérum humain. La HSA est soluble et monomérique. Pour mener à bien cette étude, les chercheurs ont dans un premier temps, purifié à homogénéité la HSA à partir de sérum humain.
L'expérience de la question 2 a été réalisée à 20°C dans une solution tampon MES (2-(N-morpholino)Ethane Sulfonic Acid, masse molaire 123,5g/mole) à une concentration de 10-² M. Le pKa du MES est de 6,15 à 20°C.

1. a. A quel pH peut-on utiliser le MES pour préparer une solution tampon ? Justifier votre choix.
b. 1 litre de solution MES de pH précédemment choisi est préparé à 10-² M. Décrire quantitativement (les calculs) et qualitativement (l'expérience) la manière de réaliser cette solution tampon MES (quel pH, quels réactifs chimiques HCl ou NaOH ajouter si leur concentration initiale est de 1 M).

Je crois ne pas comprendre en réalité ce qu'il m'est demandé dans la première question, j'ai essayé de calculer le pH d'une solution aqueuse de MES à 10-²M en utilisant le produit ionique de l'eau et l'électroneutralité pour déterminer la concentration en [H30+] mais apparemment d'après la formulation de la question, je ne dois pas déjà imposer la condition 10-²M.
Mais alors comment trouver le pH qui m'est demandé.

Merci d'avance pour votre aide.
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[invite38235eee]

Tout d'abord, un tampon est efficace dans les environs de son pKa. C'est donc dire qu'une solution tampon de MES sera efficace dans les environs de 6.15.

Ensuite pour calculer le pH, il est impossible de le faire comme pour les acides forts.

Il faut se rapeller que les acides faibles (comme MES) ne sont pas complètement dissociés en solution. Donc, il faut utiliser la notion de constante d'équilibre. La réaction est la suivante (HA=Acide, A^-=Acide dissocié):

HA <--> A^- + H⁺

Pour trouver la concentration en H⁺ (ou H₃O⁺ si tu préfères), tu dois poser l'équation de constante d'équilibre:
Ka=[A^-][H⁺]/[HA]
Pour le résoudre plus facilement, tu peux approximer que la concentration de HA est égale à 10^-2M même si ce n'est pas tout à fait vrai. Tu sais aussi que [A^-]=[H⁺] puisqu'ils sont formés en même temps.

Tu as donc l'équation: Ka=[H⁺]²/10^-2

Pour trouver Ka, tu n'as qu'à faire 10^-pKa

Voilà, je t'ai donner les équations, à toi de les résoudre.