Comprendre l'équation de Henderson-Hasselbalch
L'équation de Henderson-Hasselbalch pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) permet de calculer le pH d'une solution tampon à partir du rapport entre la base conjuguée [A⁻] et l'acide faible [HA]. Elle est largement utilisée en biochimie pour préparer des tampons biologiques (tampon acétate, phosphate, TRIS) et pour modéliser les équilibres acido-basiques dans les systèmes biologiques.
Solutions tampon et leur rôle
Une solution tampon résiste aux variations de pH lors de l'ajout d'un acide ou d'une base. Le tampon bicarbonate (H₂CO₃/HCO₃⁻) maintient le pH du sang autour de 7,4. Le tampon phosphate (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻) est utilisé en biologie cellulaire. La capacité tampon est maximale lorsque pH = pKa, c'est-à-dire quand les concentrations de l'acide et de sa base conjuguée sont égales.
pH des acides faibles
Pour un acide faible HA de concentration C et de constante d'acidité Ka, la concentration en H⁺ se calcule en résolvant : [H⁺]² + Ka[H⁺] - KaC = 0. Le taux d'ionisation α = [H⁺]/C indique la fraction dissociée. Pour l'acide acétique (pKa = 4,75) à 0,1 mol/L : pH ≈ 2,87, taux d'ionisation ≈ 1,3 %.