L'utilité de Tampons
Les solutions tampons sont l'un des types les plus importants de réactif chimique utilisé dans la recherche chimique, la recherche biologique et de l'industrie. Leur utilité découle surtout de leur capacité à résister aux changements de pH. Si vous avez prêté attention en classe de sciences, vous souvenez peut-être que le pH est une unité de l'acidité d'une solution. Aux fins de cette discussion, l'acidité peut être définie comme étant la concentration d'ions hydrogène (H +) en solution. Comment une solution acide est affecte les réactions ont lieu, et à quelle vitesse. La capacité à contrôler le pH est essentiel pour mener à bien un grand nombre de réactions chimiques, et ainsi de tamponner les solutions ont un grand nombre d'applications. Mais d'abord, il est important de comprendre comment les solutions tampons fonctionnent.
Acides et Conjuguer Bases
Les solutions tampons sont habituellement une combinaison d'un acide et sa base conjuguée. Comme nous l'avons appris ci-dessus, l'acidité peut être définie comme la concentration en ions H + en solution. Par conséquent, les acides sont des composés qui libèrent des ions H + en solution. Si les acides augmentent la concentration de H +, il en résulte que les opposés, les bases, réduisent concentration en H +.
Lorsqu'un acide perd un H +, il crée une base conjuguée. Ceci est mieux illustré en prenant un exemple, comme CH3COOH (acide acétique). Quand CH3COOH agit comme un acide, il se dissocie en H + et CH3COO- (acétate). CH3COO est une base, car il peut accepter H + pour créer l'acide acétique. Ainsi, il est la base conjuguée de l'acide acétique, ou la base qui se produit lorsque l'acide acétique libère un ion H +. Ce concept semble compliqué au début, mais être assuré que ce n'est pas difficile de choisir les bases conjuguées dans les réactions réelles. Il est essentiellement ce qui reste de l'acide après un ion H + est libéré.
Principe et Tampons de Le Chatelier
Les réactions chimiques sont réversibles. Prendre notre réaction ci-dessus à titre d'exemple,
CH3COOH -----> H + CH3COO et
CH3COO et H + (les produits) peuvent se combiner pour former CH3COOH (matériel de départ), que nous appellerions la "réaction inverse." Une réaction peut donc passer à droite ou à gauche, avant ou arrière. Principe de Le Chatelier est une règle stipulant que le côté gauche et à droite de la réaction préfèrent un certain équilibre ou le rapport entre eux. Dans ce cas, le principe de Le Chatelier stipule essentiellement que si vous ajoutez plus de produit (H + ou l'acétate), la réaction se déplacera vers la gauche (vers les matériaux de départ) et le matériau de départ (acide acétique) formera en réponse.
De même, si les produits sont ajoutés, plus de matériau de départ se formera. Lorsque les formes CH3COOH, H + est retiré de la solution telle qu'elle se lie avec CH3COO, et donc l'acidité de la solution ne va pas augmenter. Le même principe général applicable si on ajoute une base, plus H + est libéré et le pH de la solution reste inchangée. Ceci est le procédé par lequel une solution tampon ou une combinaison d'un acide et sa base conjuguée, peuvent résister à des variations de pH.
Applications de solutions tampons
Le corps utilise des tampons pour maintenir un pH sanguin de 7,35 à 7,45, ainsi que dans un très grand nombre de réactions biochimiques impliquant des enzymes. Les enzymes sont des composés très complexes qui nécessitent souvent des niveaux de pH précis afin de réagir correctement, un rôle rempli par des tampons organiques produits par votre corps. Pour cette même raison, les tampons sont vitales pour un biologiste ou un chimiste réaliser des expériences dans le laboratoire. Un certain pH sera souvent nécessaire pour que le processus en cours d'étude à se produire, et les solutions tampons sont le seul moyen de garantir ces conditions.
Les solutions tampons sont aussi largement utilisés dans l'industrie. Les procédés industriels nécessitant des solutions tampons comprennent la fermentation, le contrôle des processus de colorants et de produits pharmaceutiques de fabrication.