Solution tampon physiologique

[invite1dbfbf8b]

Je reviens sur la question du tampon physiologique, je n'arrive pas avoir le bon raisonnement

On prépare une solution tampon physiologique par la neutralisation de 100
mL de HCl 0.25 M par une solution de Na3PO4 0.5 M.
Le volume de solution de phosphate de sodium que l’on doit ajouter à la solution
d’acide chlorhydrique pour atteindre pH = 7.4 est:

Mon raisonnement, on neutralise du HCl par du H3PO4 je ferais dc comme ceci :

HO- + H3PO4 ↔ H2O + H2PO4- [réaction totale]

H2O + H2PO4- ↔ H3O+ + HPO42-

Mais je trouve un v1 : v1=0,025/0,5 avec 0,025 = [HO-] car réaction totale et 0,5 = [H3PO4] Qu'es ce qui ne va pas dans mon raisonnement?
-----

[jeanne08]

- il faut d'abord savoir ce que doit contenir ta solution en espèces phosphorées pour que le pH soit 7.4 : pH = pKa2 + log ( HPO42-)/(H2PO4-) tu vas trouver le rapport des quntités de HPO4 2- et H2PO4 -
- ces espèces proviennent forcement des PO4 3- que l'on a mis : donc on a dù faire les réactions
1) PO4 3- + H+ -> HPO4 2- de façon totale
2) HPO4 2- + H+ -> H2PO4 - de façon partielle
- à la fin il n'y aura quasiplus de H+ et on aura un mélange de HP4 2- et de HPO4 -
- il faut raisonner avec des mol et non des mol/L pour trouver le volume à ajouter .

[invite1dbfbf8b]

Dsl mais je ne comprends vraiment pas..

PO4 3- + H+ ↔ HPO4 2-
HPO4 2- + H+ ↔ H2PO4-

Mettons qu'on cherche le volume de PO4 3- + HPO4 2- + H2PO4 - , ca ne marche pas car V(PO43-)=0,025[reaction totale]/0.5 = 0,05
Donc on cherche les volumes de HPO4 2- et H2PO4 - quand j'utilise pH = pKa2 + log(HPO42-)/(H2PO4-) je trouve log(HPO42-)/(H2PO4-)=0,18 a quoi cela m'avance t il?

Dans la deuxieme reaction j'ai n(HPO4 2-)=0,025 [1ere reaction] mais avec quelle quantité de H+ reagit il, si la premiere reaction etait totale, il n'y a plus de H+ normalement..

[jeanne08]

- tu as 0.025 mol de PO4 3- au depart. A la fin il te faut des H2PO4 - et HPO4 2- en proportions telles que (HPO4 2-)/(HPO4 -) = 1.5 et bien sur tu auras nH2PO4 - +nHPO4 2- = 0.025 mol . Tu peux donc calculer la quantité x en mol de HPO4 2- et y mol de H2PO4 - que tu dois avoir à la fin .
- Tu dois donc d'abord transformer les 0.025 mol de PO4 3- en 0.025 mol de HPO42 - ce qui necessite 0.025 mol de H+ puis tu dois transformer x mol de ces H2PO4 2- en x mol de H2PO4 - ce qui necessite x mol de H+ . Tu dois donc ajouter 0.025+x mol de H+ ... tu peux calculer à quel volume d'acide chlorhydrique 0.25 M cela correspond

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1dbfbf8b]

Mais c'est le volume de phosphate de sodium que l'on cherche, comment je peux calculer [H2PO4 -]=[HPO4 2-]/1,5 si je n'ai que la quantité de moles?

[invite1dbfbf8b]

Je trouve la reponse en faisant : [H2PO4-]=[HPO4 2-]/1,5 → [H2PO4-]=0,16.
v=n/c → v=0,016/0,5 = 33mL... es ce la bonne methode?

[jeanne08]

autant pour moi .... j'ai mal lu l'exercice...

reprenons : on met 100 mL de H+ à 0.25 mol/L soit 0.025 mol de H+ . On ajoute a mol de PO4 3-
On doit avoir , à la fin, un mélange de H2PO4 - et de HPO4 2- tel que (H2PO4 - ) + (HPO4 2-) = a et (HPO4 2-)/(H2PO4 - ) =1.5 donc nH2PO4 - = a/2.5 et nHPO4 2- = 1.5/2.5 *a
Les H+ mis ont servi à transformer les PO4 3- en HPO4 2- ( il a fallu 1 H+ pour 1 PO4 3- ) et en H2PO4 -( il faut 2H+ par PO4 3-) donc 0.025 = 2nH2PO4 - + nHPO4 2- ... on trouve a puis le volume de solution de phosphate à mettre .

[invite1dbfbf8b]

Qu'es ce que a?

[jeanne08]

citation : " on ajoute a mol de PO4 3- "

[invite1dbfbf8b]

j'avoue que j'ai un peu du mal a te suivre dans tes calculs là...
D'ou sort le 2,5?

[HPO4 2-]=1,5x(nH2PO4 -/V2) avec V1=HPO4 2- et V2=H2PO4-
nHPO4 2-=1,5xnH2PO4-x(V1/V2)

[jeanne08]

je constate que tu as bien du mal ... alors pas de panique
Conseil : tu raisonnes avec des moles .En chimie la réaction chimique explique de tant de mol de ci reagit avec tant de mol de ça ! N'essaye pas de raisonner d'emblée avec des concentrations , c'est plus compliqué .... et comme tu as assez de mal ...!

revenons au 2.5 . Tu dois avoir nHPO4 2-/nH2PO4 - = 1.5 et nHPO4 2- + nH2PO4 - = a alors nHPO4 2- =1.5*a/2.5 et nH2PO4 - =1/2.5 *a mol ( deux équations à 2 inconnues)
par ailleurs on a mis 0.025 mol de H+ qui ont servi à fabriquer les HPO4 2- ( 1H+ pour 1 HPO4 2- ) et les H2PO4 - ( 2H+ pour obtenir 1 H2PO4 - ) donc 0,025 = (1.5/2.5)*a + 2*(1/1.5)*a donc tu obtiens le nombre de mol de PO4 3- à mettre =a . Comme la concentration de la solution de PO4 3- est 0.5 mol/L le volume à mettre est 0.5*V = a avec V en L

[invite1dbfbf8b]

Dsl de te prendre la tete mais j'y arrive pas.

Tu dis que n(HPO4 2-)+n(H2PO4 -)=a et(nHPO4 2-)/n(H2PO4-)=1,5
puis que nHPO4 2-=(1,5xa)/2,5
et nH2PO4-=(1/1,5)*a

D'ou sort tu cette equation, j'ai eu beau tourner dans tous les sens, pas reussi a la retrouver... pi le 2,5? qu'es ce que c'est? la concentration de H+/0,1? et le 1,5... no idea

Navré mais je bosse pour un concours et les cours qu'on a sont fait pour qu'on n'y comprenne rien! Je dois tout comprendre tout seul et la je suis largué total

[invite3b84463e]

Salut!!! Tu ne serais pas à l'université de Genève au CMU? Parce que je me bats pareillement avec ces questions de chimie...

[invite3b84463e]

Et je ne vois pas non plus d'où sort le 2,5

[invite3b84463e]

J'ai trouvé pour le 1,5; ça vient de la formule pH=pKa - log(AH/A-) ; donc pH-pKa = -log( AH/A-) donc
-log(H2PO4-/HPO42-) = 0,18 et 10^0,18 = 1,5