Qu'est-ce qu'un agent tampon?

Dans la chimie acide-base, un agent tampon est une substance qui peut être utilisée pour maintenir une solution à un pH constant ou un niveau d'acidité-alcalinité. Les acides en solution aqueux fournissent des ions hydronium (h _{3 o}

+ ), tandis que les alcalis fournissent des ions hydroxyde (OH

- ). Le pH de la solution est une mesure des concentrations relatives de ces ions. Une solution contenant un agent tampon peut, jusqu'à un certain point, absorber l'hydronium ou des ions hydroxyde supplémentaires qui sont introduits lorsqu'un acide ou une base est ajouté sans aucune altération du rapport H 3 o

+

/ oh

-

, et donc aucun changement de pH. Les tampons naturels se trouvent dans les systèmes biologiques et les agents tampon ont de nombreuses utilisations en chimie et en industrie.

Lorsqu'un acide est dissous dans l'eau, il - dans une plus ou moindre mesure - ioniser en ions H + et aux anions chargés négativement. Les ions H

+ se combinent avec de l'eau pour former des ions hydronium (H

Un mélange contenant un sel d'un acide faible avec l'acide à partir de laquelle il est dérivé peut souvent être utilisé comme agent tampon acide; Le sel assure un approvisionnement abondant de la base conjuguée de l'acide. Les acides forts et leurs sels ne sont pas utiles comme agents tamponUn agent tampon acide a besoin de grandes quantités d'acide pour être présents sous une forme non ionisée et parce que le pH, dans tous les cas, doit généralement être maintenu à une valeur presque neutre ou modérément acide ou alcaline. De même, un agent tampon alcalin implique généralement un sel d'un alcali faible avec l'alcali lui-même.

Un exemple simple de solution tampon acide est une solution aqueuse d'acide acétique et d'acétate de sodium. L'acide acétique est un acide faible, donc la plupart ne seront pas ionisés. En ajoutant un acide, les ions hydronium supplémentaires réagiront avec les ions acétate de l'acétate de sodium, formant plus d'acide acétique, qui restera principalement non ionisé et n'aura donc pas beaucoup d'effet sur le pH. Lorsqu'un alcali est ajouté, les ions hydroxyde (oh

- ) supplémentaires réagiront avec l'acide acétique pour former des ions acétate et de l'eau, et avec la plus petite quantité d'ions hydronium pour former plus d'eau, encore une fois avec peu d'effet sur le pH.

Les organismes vivants utilisent Buffering des agents dans un certain nombre de rôles. Par exemple, le pH du sang doit être maintenu près de 7,4 - légèrement du côté alcalin du neutre. Étant donné qu'une grande variété de produits chimiques d'acidité et d'alcalinité variables peut pénétrer dans la circulation sanguine des aliments ingérés, un agent tampon est nécessaire pour s'assurer que cette valeur est maintenue. Ceci est réalisé par une combinaison d'acide carbonique (h _{2 moins}

Les agents tampon sont largement utilisés dans l'industrie et dans de nombreux produits courants. Ils sont utilisés dans les détergents, dans les aliments et dans le brassage pour s'assurer que le pH reste dans la plage requis par les levures responsables de la fermentation. Le shampooing fonctionne mieux lorsqu'il est légèrement acide et contiendra généralement un agent tampon pour empêcher la perte d'acidité pendant l'utilisation. Les tampons sont également très utilisés en biologie et en biochimie. Good's Buffers, développé dans les années 1960 par N.E. Bien, sont un groupe d'agents tampon soigneusement desiJ'ai réussi à ne pas interférer avec les réactions biologiques.