Calcul des changements de pH dans une solution tampon

Un léger changement de pH se produit dans une solution tampon lors de l’ajout d’une faible quantité d’acide fort ou l’ajout d’une faible quantité de base forte. Ce changement de pH est calculé en deux étapes distinctes. Tout d’abord, un calcul stoechiométrique est utilisé pour déterminer le changement des concentrations.Ensuite, un calcul d’équilibre est utilisé pour déterminer le nouveau pH de la solution, soit en utilisant une table ICE ou l’équation d’Henderson-Hasselbalch. Le pH d’un tampon contenant deux molaires d’acide fluorhydrique et de fluorure de sodium peut être calculé avant et après l’ajout d’un acide ou base fort. L’équation d’Henderson-Hasselbalch peut être utilisé pour déterminer le pH initial de ce tampon car les concentrations sont élevées par rapport au Ka de l’acide faible, et l’évolution des concentrations est inférieur à 5 pour cent.Le pKa de l’acide fluorhydrique peut être calculé à 3, 46. Lorsque la concentration d’acide faible et de base conjuguée dans une solution sont égaux, le pH est égal au pKa. Par conséquent, le pH initial est de 3, 46.Si 0, 2 mole d’acide chlorhydrique est ajouté à un litre de ce tampon, avec l’hypothèse que cela provoque un changement de volume négligeable, l’acide ajouté est neutralisé par les ions fluorures, ce qui produit d’acide fluorhydrique. Cela conduit à une diminution stoechiométrique dans la concentration d’ions fluorure de 0, 2 mole et une augmentation égale en concentration d’acide fluorhydrique. Les nouvelles concentrations peuvent être insérées dans l’équation d’Henderson-Hasselbalch.Une fois résolu, le nouveau pH est de 3, 37, inférieur à la valuer initial de pH 3, 46. Au fur et à mesure de l’ajout de l’acide fort, le pH diminue, mais la réduction est faible comme la solution est tamponnée. En revanche, si 0, 1 mole d’hydroxyde de sodium est ajouté à un litre de tampon, avec l’hypothèse que cela provoque un changement de volume négligeable, la base ajoutée est neutralisée par la réaction avec l’acide fluorhydrique.Cela provoque une diminution stoechiométrique en concentration d’acide fluorhydrique de 0, 1 mole et une augmentation égale de l’ion fluorure. En utilisant l’équation d’Henderson-Hasselbalch, le pH de la solution est de 3, 50, ce qui est légèrement supérieur à la valeur initiale du pH de 3, 46 en raison de l’ajout d’hydroxyde sodium.