L'équation de Henderson-Hasselback représente une façon de déterminer le pH d'une solution tampon, et la formule est la suivante : pH = pKₐ + log([A⁻]/[HA]). Dans cette équation, [HA] et [A⁻] font référence à l'équilibre de concentration de la paire d'acide-base conjugués utilisé pour créer la solution tampon.
En chimie, l'équation de Henderson-Hasselbalch est une équation donnant le pH d'un système tamponné. Elle est notamment utilisée en physiologie et en médecine pour déterminer le pH sanguin à partir des concentrations en ion bicarbonate et en acide carbonique.
Utilisation de l'équation d'Henderson-Hasselbach
Quand les concentrations à l'équilibre de la base conjuguée et de l'acide sont identiques, le pH est égal à la constante de dissociation. C'est à ce point que la solution tampon a le pouvoir tampon maximal.
Le pH initial de la solution est pHinitial = pKa – log ([acide]/[base]) = 4.75 – log (1/1) = 4.75. Le nouveau pH sera : pH = pKa – log ( 1.1 / 0.9 ) = 4.75 – 0.09 = 4.66 Le pH n'aura varié que de 0.09 unité.
Le pH normal du sang artériel est donc de: 6,1 + log (24/1.2) = 6,1 + log 20 = 7,4. Or la concentration en CO2 détermine de façon proportionnelle la pression partielle de gaz carbonique PCO2, Donc CO3H2 = a PCO2. Si CO3H2 est exprimé en millimoles/litre et PCO2 en mmHg: a = 0,03 à 37°.
Si pH < pKa alors [AH ] > [A-] : la forme acide est prédominante. Si pH = pKa alors [AH ] = [A-] : aucune forme ne prédomine par rapport à l'autre. Si pH > pKa alors [AH ] < [A-] : la forme basique est prédominante.
On utilise généralement le Pka plutôt que le Ka pour déterminer la force d'un acide. On remarque que plus l'acide est fort plus le pKa est petit. En effet, si celui est fortement dissocié, la concentration [AH] devient faible.
Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa négatif sera donc totalement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide fort. Un acide A appartenant à un couple acide-base de pKa positif ne sera que partiellement transformé en ions H3O+ : on dit qu'il s'agit alors d'un acide faible.
Les deux principales méthodes pour mesurer le pH d'une solution sont : pour une précision à 1 unité de pH près : les indicateurs colorés dont la couleur change dans une zone de virage de 2 unités pH, le papier pH, mélange d'indicateurs colorés, à l'aide de son échelle de teinte.
Lorsque le CO2 se dissout dans l'eau de mer, il forme de l'acide carbonique (H2CO3), un acide faible qui se dissocie en ions bicarbonate (HCO3-) et hydrogène (H+). Une hausse de la teneur en ions H+ augmente l'acidité (baisse du pH), mais là n'est pas le seul problème.
pH = - log [H3O+]. Elle repose sur l' existence, pour toute solution aqueuse, d' un équilibre, appelé « équilibre d' autoprotolyse », de constante d' équilibre Ke, égale à 10-14 à 25°C. Ke = [H3O+]. [OH-].
En utilisant la relation entre le pH et le pKA d'un couple AH / A–, pH = pKA + , on obtient alors pH = pKA + log(1) car . Puisque log(1) = 0, on a donc pH = pKA. Dans une solution tampon, la valeur du pH est égale à la valeur du pKA du couple : pH = pKA.
Pour étalonner le système, des solutions tampons sont utilisées. Ces solutions ont un certain pouvoir tampon, c'est-à-dire la capacité de diminuer les variations de pH provenant d'une contamination par un acide ou une base.
Étant donné que pH(na) est décroissante, le maximum de la fonction dérivée veut dire une variation minimale du pH : c'est l'effet tampon. , donc n(AH) = n/2 = n(A−) et [AH] = [A−]. Cet effet tampon réalise ainsi pH = pKa.
Un pH à 7,0, au centre de cette échelle, est neutre. Le sang est normalement faiblement basique, avec un pH qui varie entre 7,35 et 7,45. L'organisme maintient habituellement le pH sanguin autour de 7,40.
L'équilibre acido-basique est un pilier fondamental de notre bonne santé. Il s'agit de la balance entre le taux d'acidité et le taux d'alcalinité de l'organisme. Notre équilibre acido-basique est principalement influencé par notre alimentation, chaque aliment étant acide, neutre ou basique.
La référence du pH est définie officiellement : le pH d'une eau pure à 25°C est équivalent à 7. Ce niveau caractérise un milieu neutre, ni acide, ni alcalin (ou basique). Si le pH est inférieur à 7, on considère que le milieu est acide, s'il est supérieur à 7, on dit qu'il est basique.
Lors de son traitement pour la rendre potable, son pH est ajusté pour qu'elle soit équilibrée, soit entre 6,5 et 9 selon les préconisations de l'Agence Régionale de Santé.
Si le pH d'une solution est égal à 7, la solution est dite neutre. Si le pH d'une solution est entre 7 et 14, la solution est dite basique.
En effet, le pH se calcule de la manière suivante : Reprenons alors la relation du Ka de tout à l'heure : Prenons le log de cette relation : Comme pKa = -log(Ka), log(Ka) = -pKa.
Déterminer [H3O+] par la relation [H3O+]=10-pH ( voir fiche précédente ) 2. Comparer cette valeur à C 3. Conclure. S'il y a égalité, l'acide est fort.