Solutions tampons : définition, préparation et propriétés

Qu'est-ce qu'une solution tampon ?

On appelle solution tampon, une solution dont le pH varie peu lorsque l'on ajoute de faibles quantités d'acides, de bases ou lors d'une dilution modérée. Elles peuvent être fabriquées en utilisant un mélange équimolaire d'un acide faible et de sa base conjuguée.
La composition d'une solution tampon correspond à la partie sensiblement rectiligne des courbes de réaction entre un acide faible et une base forte ou d'une base faible et d'un acide fort au voisinage de la ½ équivalence. Des recettes permettent de fabriquer facilement des solutions tampons.

Exemples de solutions tampons:
- mélange équimolaire de CH₃COOH et CH₃COONa.
- mélange équimolaire de NH₃ et NH₄Cl.

De nombreux milieux biologiques possèdent un pouvoir tampon, notamment :

• la salive
• le lait
• certains milieux intracellulaires

Préparation d'une solution tampon

Lorsque l'on est en présence d'un mélange équimolaire [A^-] = [AH] , la relation pH = pKa + log[A^-]/[AH] devient pH = pKa.
La solution tampon a donc un pH égal au pKa du couple acide base mis en jeu. C'est la raison pour laquelle on choisit un couple acide/base dont le pKa est proche du pH recherché.

En chimie des solutions, elles sont notamment utilisées pour étalonner le pH-mètre. Le pH-mètre est étalonné à l'aide de deux (ou trois) solutions tampons de pH connu afin de déterminer la pente et le point zéro de l'électrode. Le choix des solutions tampons dépend de la gamme de pH que l'on souhaite mesurer. Si l'équivalence conduit à un pH acide, on utilisera des solutions de pH 4 et 7. Pour une équivalence dans le domaine basique, on privilégiera des solutions de pH 7 et 10. A noter que les électrodes se dégradent au cours du temps. Des critères de pentes sont présents sur les pH-mètres récents. Une trop forte variation de la pente par rapport à la valeur théorique indique un mauvais fonctionnement de l'électrode de verre. Une pente comprise entre 95 % et 105 % de la valeur théorique indique généralement le bon état de l'électrode. Une valeur nettement inférieure peut révéler une électrode encrassée ou usée.

Auteur de la fiche : Jean-Michel Riom