Problème de compréhension du principe de la solution tampon

[invite319c4ec4]

Bonjour!
alors voila mon problème c'est ce genre d'énoncé:
"on introduit X moles d'un acide AH et Y moles de sa base conjuguée A- en solution, de combien est le pH ??"
avec la formule pH= pKA + log(base/acide) on trouve la bonne réponse pour mon prof mais j'ai l'impression qu'il faudrait réaliser les mélanges dans une eau déjà au pH final pour que ça fonctionne non ?? En effet ces proportions de base et d'acide ne demeurent les mêmes que si la quantité d'ion H3O+ est déjà la bonne dans l'équation du quotient de réaction (ou alors je me trompe et il faut me le dire vite je commence à m'embrouiller la )
Merci d'avance pour vos lanternes !
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[jeanne08]

on va prendre un exemple : on met 0.1 mol de AH et 0.1 mol de A- dans 1L d'eau . Le pKa de AH est 5
les acides mis sont AH et H2O ( AH est meilleur que l'eau) et les bases mises sont A- et H2O ( A- est une meilleure base que l'eau)
les réactions acide -base ( échange de H+) qui se produisent sont
(1) AH + A- = A- + AH K1 = 1
(2) AH + H2O = A- + H3O+ K2 = 10^-5
(3) A- + h2O = AH + OH- K3 = 10^-9
(4) 2H2O = H3O+ + OH- K4 = 10^-14
La réaction qui marche le mieux est la réaction (1) et en première approximation on ne va considérer que celle là : la solution contient des AH : 0.1 mol et A- :0.1 mol
La solution contient un chouia de H3O+ et OH- qui proviennent des autres réactions négligeables
Les constantes d'équilibre sont toujours vérifiées à l'équilibre donc Ka =10^-5 = (A-)*(H3O+)/(AH) donc (H3O+) = 10^-5 et pH = 5 .Je te fais remarquer que si tu prends les log des deux membres de l'expression de Ka tu trouves logKa = log((A-)/(AH))+log(H3O+) c'est à dire -pKa = -pH +log ((A-)/(AH)) ... formule que tu connais !!
Tu trouves aussi qu'il y a 10^-9 de OH- ... donc la solution contient essentiellement A- et AH et on calcule son pH par la formule habituelle

[invite319c4ec4]

Merci pour ta réponse si rapide !
malheureusement, je bloque sur un point ... de quelle réaction proviennent les ions oxoniums qui ont fait baisser le pH à 5 puisqu'assurément ils ne proviennent pas de la réaction 2 (étant donné que les concentration en base et en acide n'ont pas changé) ??

[jeanne08]

Les concentrations en acide et base sont très voisines de 0.1 mol mais ont un peu changé mais d'une quantité tout à fait négligeable : il y a 0.1 mol de AH et 10^-5 mol de H3O+ qui proviennent des réactions 2 et 4 ... au plus il y a donc 10^-5 mol de AH qui ont disparu pour donner A- et H3O+ ... c'est négligeable devant les 0.1 mol ...
En fait la notion de pH insiste sur les ions H3O+ mais la quantité de H3O+ est souvent négligeable devant d'autres concentrations en solution...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite319c4ec4]

Ok merci bien je n'avais pas réalisé en effet la petitesse de la concentration des H3O+!