Préparation de tampons (Biochimie)
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Préparation de tampons (Biochimie)



  1. #1
    plonk-h

    Préparation de tampons (Biochimie)


    ------

    Bonsoir, j'ai recherché un peu partout sur le forum des éléments de réponses pour des exercices de biochimie que je dois faire, néanmoins je n'ai pas trouvé ce que je cherchais.
    Voici mon problème : Préparation de tampon Tris-HCl

    On souhaite préparer 2 L de solution stock de Tris-HCl à une concentration de 1 M et un pH

    de 7,5. On dispose de Tris-base en poudre (Masse molaire = 121 g/mol) et d’acide chlorhydrique concentré (c = 13 M). Comment procéder*?

    Quelle quantité d’HCl faut-il ajouter*?

    J'ai d'abord fais cela : " Pour le Tris*base en poudre : On a m = n x MW et n = C x V

    Donc pour déterminer la masse de poudre Tris*base à incorporer, on a m = C x MW x V soit ici :

    m Tris = 1 x 121 x 2 = 242 g

    On détermine ensuite la quantité de HCl à incorporer. On utilise ici la relation :

    facteur de dilution f = Cmère/Cfille = Vfille/Vmère. Avec Cfille 1M puisque c'est la concentration

    finale souhaité.

    Donc le Vmère que l'on doit prendre d'acide concentré est : Vmère = Vfille x Cfille/Cmère

    Soit : 2 x 1/13 = 2000 ml/13 = 154 ml

    Et 2000 – 154 = 1846 ml.

    On dilue donc 242 g de Tris*Base en poudre dans 1846 ml d'eau, puis on ajoute 154 ml d'acide

    chlorhydrique




    Mon problème est que l'on m'a alors répondu que je ne prenais pas en compte le pH, mais l'énoncé donne pas le pka des espèces, dois-je les connaître par coeur ?
    Et même en les ayants, j'ai un doute, je pourrais utiliser pH = pKa + log (Cb/Ca) afin de déterminer Cb et Ca, ce qui me permettrait de déterminer la masse de Tris à prendre en utilisant cette nouvelle concentration, néanmoins pour l'acide chlorhydrique je suis alors perdu, car nous avons déjà une concentration donnée que nous devons diluer.
    Bref je suis en plein désarroi et requiert votre aide s'il vous plaît.
    Merci d'avance si vous avez un quelconque indice qui pourrait m'aider, une formule, une piste etc ...

    -----

  2. #2
    plonk-h

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Je comptais prendre des valeurs de pka de TRis-base que j'ai trouvé en ligne pour répondre, ce qui me permettrait de peser et diluer l'acide avec les nouvelles concentrations déterminés, cependant, j'aimerais savoir s'il y a un moyen de répondre à ce problème, sans utiliser de pka, puisqu'il n'est pas fournit dans l'exercice.

  3. #3
    vpharmaco
    Animateur Biologie

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Bonjour,

    Le début est correct (je n'ai pas vérifié les calculs, mais c'est la bonne démarche)
    On souhaite préparer 2 L de solution stock de Tris-HCl à une concentration de 1 M et un pH

    de 7,5. On dispose de Tris-base en poudre (Masse molaire = 121 g/mol) et d’acide chlorhydrique concentré (c = 13 M). Comment procéder*?

    Quelle quantité d’HCl faut-il ajouter*?

    J'ai d'abord fais cela : " Pour le Tris*base en poudre : On a m = n x MW et n = C x V

    Donc pour déterminer la masse de poudre Tris*base à incorporer, on a m = C x MW x V soit ici :

    m Tris = 1 x 121 x 2 = 242 g
    Par contre, après cela ne va plus !
    1M, c'est la concentration du tampon, pas celle en HCl.

    Une fois que tu as dissous la quantité de Tris base requise, tu te retrouves avec une solution aqueuse de base faible. Pour obtenir une solution tampon, il faut convertir une partie de cette base en son acide conjugué. C'est à cela que sert HCl.
    Pour déterminer les concentrations finales en Tris base et Tris.acide dans le tampon à l'équilibre, il faut utiliser l'équation d'Henderson-Hasselbalch (pH = pKa +log[base]/[acide])
    (NB: on ne peut résoudre l'exercice sans connaitre le pKa du couple (Tris acide / Tris base). Il est de 8.3)

    Cette équation te donne le ratio [base]/[acide] dans le tampon.
    Tu connais également la concentration du tampon: [base]+[acide] =1M

    Il te faut résoudre ce système à deux équations et deux inconnues pour déterminer le nombre de moles de Tris.base et Tris.acide dans la solution.

    Une fois tout cela fait, tu pourras calculer le nombre de moles d'HCl à introduire pour convertir une partie de la Tris.base en Tris.Acide.
    A partir de ce nombre de moles d'HCl, tu pourras déterminer le volume d'HCl à utiliser.
    Dernière modification par vpharmaco ; 04/09/2016 à 01h33.

  4. #4
    vpharmaco
    Animateur Biologie

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Pour compléter: les pKa ne sont pas à connaitre par coeur ( c'est impossible de toute façon).

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    plonk-h

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Bonjour, tout d'abord merci pour ta réponse, effectivement, comme j'ai mis en deuxième partie de mon message je comptais bien utiliser ph = pka + log Cb/Ca
    et effectivement, je me suis rendu compte ensuite que le 1M voulait dire que Cb + Ca = 1M
    le problème, c'est que comme je n'ai pas le pka j'ai plus de deux inconnus :'(
    puisque si j'avais le dit pka je pourrai faire :
    Cb = 1 - Ca
    donc : 7,5 = pka + log ((1-Ca)/Ca)
    donc 10^(7,5-pka) = (1 - Ca)/Ca
    soit 10^(7,5-pka) x Ca = 1 - Ca
    soit (1 + 10^(7,5-pka)) Ca = 1
    donc Ca = 1/(1+ 10^(7,5-pka))
    et donc en ayant Ca je retrouve Cb.

    Mais du coup j'ai deux problèmes.
    1 : Une fois que je détermine ça, j'utilise le Ca pour déterminer le volume de HCl nécessaire à ajouter ?
    2 : je ne comprends pas comment je peux évaluer le ratio Cb/Ca avec l'équation ph = pka + log Cb/Ca si je n'ai pas le pka :/, puisque la j'ai trois inconnues : le pka, Cb et Ca

  7. #6
    vpharmaco
    Animateur Biologie

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Considère que tu as le pKa. L'exercice est infaisable sans cette donnée. Il te sera toujours donné.

  8. #7
    plonk-h

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Bon, d'accord très bien merci.
    Et du coup juste pour vérifier que je ne me plante pas, pour déterminer ensuite le V de HCl
    On prend Ca = na x V soit na = Ca / V , avec ici V = 2 L
    et donc avec na , on prends Hcl : V = C / n , soit 13M / le nombre de mol de tris-acide que l'on veut

    Ou bien, est-ce que je peux faire directement : on veut diluer la concentration 13M pour obtenir la concentration en tris acide, donc c1v1 = c2v2 donc
    le volume à prélever c'est V = Ca (donc de tris acide) x 2L / C1 (13M) ?

    Promis c'est ma dernière question ^^, en tout cas merci beaucoup pour tes réponses

  9. #8
    vpharmaco
    Animateur Biologie

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    On prend Ca = na x V soit na = Ca / V , avec ici V = 2 L
    Attention C = n/V

    Mais sinon oui, une fois la correction faite, les deux calculs reviennent au même
    Dernière modification par vpharmaco ; 04/09/2016 à 12h05.

  10. #9
    plonk-h

    Re : Préparation de tampons (Biochimie)

    Ah oui effectivement, j'ai pas bien relu ma formule avant de poster.
    Et bien merci pour tout

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