pH, tampons, acides et Bases | Introduction à la chimie

objectif D’apprentissage

expliquer la composition des solutions tampons et comment elles maintiennent un pH stable

points clés

Une solution basique aura un pH supérieur à 7,0, tandis qu’une solution acide aura un pH inférieur à 7,0.,
Les tampons sont des solutions qui contiennent un acide faible et sa base conjuguée; en tant que tels, ils peuvent absorber l’excès d’ions H+ou d’ions OH–, maintenant ainsi un pH Global Stable dans la solution.
le pH est égal au logarithme négatif de la concentration des ions H+ en solution: pH = – log.,

Termes

solution buffera composée d’un acide faible et de sa base conjuguée qui peut être utilisée pour stabiliser le pH d’une solution
alcalineavec un pH supérieur à 7; basique
acidichaving un pH inférieur à 7

Auto-ionisation de L’eau

Les ions hydrogène sont la dissociation (ionisation) d’un petit pourcentage de molécules d’eau en un nombre égal d’ions hydrogène (H+) et d’ions hydroxyde (oh–)., Les ions hydroxyde restent en solution en raison de leurs liaisons hydrogène avec d’autres molécules d’eau; les ions hydrogène, constitués de protons nus, sont immédiatement attirés par les molécules d’eau non ionisées et forment des ions hydronium (H30+). Par convention, les scientifiques se réfèrent aux ions hydrogène et à leur concentration comme s’ils étaient libres dans cet état dans l’eau liquide.

2h_2o \leftrightharpoons H_3O^+ + OH^-

la concentration d’ions hydrogène se dissociant de l’eau pure est de 1 × 10-7moles d’ions H+ par litre d’eau., Le pH est calculé comme le négatif du logarithme de base 10 de cette concentration:

pH = -log

le log négatif de 1 × 10-7 est égal à 7,0, ce qui est également appelé pH neutre. les cellules humaines et le sang maintiennent chacun un pH proche de neutre.

échelle de pH

Le pH d’une solution indique son acidité ou sa basicité (alcalinité). L’échelle de pH est un logarithme inverse qui varie de 0 à 14: Tout ce qui est inférieur à 7,0 (allant de 0,0 à 6,9) est acide, et tout ce qui est supérieur à 7,0 (de 7,1 à 14,0) est basique (ou alcalin). Extrêmes de pH dans les deux sens de 7.,0 sont généralement considérés comme inhospitaliers à la vie. Le pH dans les cellules (6,8) et le sang (7,4) sont tous deux très proches de la neutralité, alors que l’environnement dans l’estomac est très acide, avec un pH de 1 à 2.

Les lectures de pH non neutres résultent de la dissolution d’acides ou de bases dans l’eau., En utilisant le logarithme négatif pour générer des entiers positifs, des concentrations élevées d’ions hydrogène donnent un pH bas et de faibles concentrations un pH élevé.

un acide est une substance qui augmente la concentration d’ions hydrogène (H+) dans une solution, généralement en dissociant l’un de ses atomes d’hydrogène. Une base fournit des ions hydroxyde (OH -) ou d’autres ions chargés négativement qui réagissent avec les ions hydrogène en solution, réduisant ainsi la concentration de H+ et augmentant le pH.

acides forts et Bases fortes

Plus l’acide est fort, plus il donne facilement de H+., Par exemple, l’acide chlorhydrique (HCl) est très acide et se dissocie complètement en ions hydrogène et chlorure, alors que les acides du jus de tomate ou du vinaigre ne se dissocient pas complètement et sont considérés comme des acides faibles; inversement, les bases fortes donnent facilement OH– et/ou réagissent avec les ions hydrogène. L’hydroxyde de Sodium (NaOH) et de nombreux nettoyants ménagers sont très basiques et abandonnent rapidement le OH– lorsqu’ils sont placés dans l’eau; les ions OH– réagissent avec le h+ en solution, créant de nouvelles molécules d’eau et abaissant la quantité de H+ libre dans le système, augmentant ainsi le pH global., Un exemple de solution basique faible est l’eau de mer, qui a un pH proche de 8,0, suffisamment proche de neutre pour que des organismes marins bien adaptés prospèrent dans cet environnement alcalin.

tampons

comment les organismes dont le corps a besoin d’un pH quasi neutre peuvent-ils ingérer des substances acides et basiques (un humain buvant du jus d’orange, par exemple) et survivre? Les tampons sont la clé. Les tampons sont généralement constitués d’un acide faible et de sa base conjuguée; cela leur permet d’absorber facilement L’excès de H+ ou OH–, en maintenant le pH du système dans une plage étroite.,

maintenir un pH sanguin constant est essentiel au bien-être d’une personne. Le tampon qui maintient le pH du sang humain implique l’acide carbonique (H2CO3), l’ion bicarbonate (HCO3–) et le dioxyde de carbone (CO2). Lorsque les ions bicarbonate se combinent avec des ions hydrogène libres et deviennent de l’acide carbonique, les ions hydrogène sont éliminés, modérant les changements de pH., De même, l’excès d’acide carbonique peut être converti en gaz carbonique et expiré par les poumons; cela empêche trop d’ions hydrogène libres de s’accumuler dans le sang et de réduire dangereusement son pH; de même, si trop D’OH– est introduit dans le système, l’acide carbonique se combinera avec lui pour créer du bicarbonate, abaissant le pH. sans ce système tampon, le pH du corps fluctuerait suffisamment pour compromettre la survie.,

tampons dans le corpscet diagramme montre la mise en mémoire tampon du corps des niveaux de pH sanguin: les flèches bleues montrent le processus d’augmentation du pH à mesure que plus de CO2 est produit; les flèches violettes indiquent le processus inverse, abaissant le pH à mesure que plus de bicarbonate est créé.

les antiacides, qui combattent l’excès d’acide gastrique, sont un autre exemple de tampons., De nombreux médicaments en vente libre fonctionnent de la même manière que les tampons sanguins, souvent avec au moins un ion (généralement du carbonate) capable d’absorber l’hydrogène et de modérer le pH, soulageant ceux qui souffrent de « brûlures d’estomac” causées par l’acide gastrique après avoir mangé.