organisation de l’enseignement de l’item : (≈ 7h cours, 3h td)

Download Organisation de l’enseignement de l’item :  (≈ 7h cours, 3h TD)

Post on 24-Jan-2016

30 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

L1 Santé - UE3 (S2) Item : « pH et équilibre acido-basique ». Organisation de l’enseignement de l’item : (≈ 7h cours, 3h TD). Equilibre acido-basique …, et déséquilibres ST ouverts et fermés …, organes régulateurs Présentation : Courbes de titration – Effet tampon. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • Organisation de lenseignement de litem : ( 7h cours, 3h TD)Equilibre acido-basique , et dsquilibresST ouverts et ferms , organes rgulateurs

    Prsentation : Courbes de titration Effet tampon L1 Sant - UE3 (S2) Item : pH et quilibre acido-basiqueCNEBMN J. SIMON et P. GANTET Paris, le 8 /2/2010

  • Neutralisation dun acide faible (Af) par une base forte (BF) Effet tampon (mise en vidence, constitution dun systme tampon (ST), mcanisme daction des ST, pouvoir tampon)Pr-requis : Notion de pH ( [H+] vs [H30+] )Notion dA et de B (F et f, de pKa et pKb) Notion dA et de B conjugus (Brnsted : HA H+ + A-) pH des solutions aqueuses dA et de B :Ex : Af : , vspH et/ou comportement des solutions de sels

  • Pour commencer

  • BF (NaOH) Trs concentreM connue Af (HA) M = ? (M=10-2, pKa = 4)pHmtre Paramtre 1 Neutralisation dun mono-Af par une BF (titration) 1.1 ProtocoleNaOH + HA NaA + H20x = fraction dacide neutralis

    mx = nombre de moles de NaOH ajoutes= nombre de moles de HA dj neutralises = nombre de moles de sel NaA dj formes

    m mx = nombre de moles de HA non encore neutralisesA tout instant de la neutralisation

  • 1.2 Evolution du pH en cours de neutralisationAvant dbut de la neutralisation (x=0) :

    A neutralisation complte (x=1) : solution dun sel dAf et de BF Bf : pH > 7

    En cours de neutralisation : coexistent HA restant et NaA form

    HA restant A- + H+

    410-2= 3

  • Expression de [A-] et [HA] en fonction de m et de x :Dissociation de lAf restant ngligeable[A-] concentration en sel form = mx[HA] concentration en acide restant = m(1-x)

    il vient :

    Deux constatations importantes :A demi-neutralisation (x = 0,5) :Mthode de mesure prcise et facile du pKaUtilisation de plutt que

    pKa=4

  • 2me constatation (essentielle)

    Partie moyenne de la courbe (x = 0,2 x = 0,8) pH varie trs peu alors que lon ajoute une BF : effet tampon, courbe pratiquement horizontale (ou en plateau) Milieu ractionnel = mlange dun Af et dun sel de cet Af et dune BF : systme tampon (ST) (ou mlange Af HA et base conjugue A-)Quantification de leffet tampon : Pouvoir tampon max. autour du pKa - x = 0,5 ou [sel form] = [acide restant], ou [HA]=[A-] - drive de lquation de HH de valeur maximale.

  • 0 x 1 : neutralisation de la 1re acidit (la plus forte) :

    1 x 2 : neutralisation de la 2me acidit (la moins forte) :

    Courbe : 2 rgions en plateau = 2 ST : trs important dans lorganisme

    x = 1 : neutralisation complte de la 1re acidit :

    2 Neutralisation dun di-Af par une BF : Ex : Acide carbonique H2C03

  • 3.1 : Dfinitions Effet tampon : amortissement des variations de pH lors de lajout dun AF ou dune BF

    ST : mlange en proportions du mme ordre de grandeur : dun Af et dun sel de cet Af et dune BF (Af/Bc)Ex. ST les plus importants pour lquilibre acido-basiquedune Bf et dun sel de cette Bf et dun AF (Bf/Ac)Ex. : ST NH4OH/NH4Cl

    Efficacit maximum autour du pKa (ou du pKb)3 Effet tampon systmes tampons (ST) : Constitution, mcanisme daction, efficacit

  • 3.2 : Mcanisme daction dun ST : exemple pris dun ST Af : HA et sel : NaA

    3.2.1 - Ajout dun AF (HCl) :

    Substitution en proportions quimolculaires dun Af form in situ lAF ajout : baisse lgre du pH.ou Prise en charge des H+ apports par lAF par la base conjugue A- du ST. Ajout : HCl===> Cl- + H+ ST : NaA===> Na+ + A- Au total :HCl + NaA===> (Na++ Cl- ) + HA ( H+ + A-)

  • Ajout :NaOH ===> OH- + Na+ ST : HA H+ + A-

    Au total :NaOH + HA===> H20 + NaA ( Na++ A- )

    3.2.2 - Ajout dune BF (NaOH) :

    Substitution en proportions quimolculaires dun sel de BF et dAf , Bf, form in situ, la BF ajoute : hausse lgre du pH.ou Prise en charge de la BF ajoute par lAf du ST.Equation de Henderson :

  • 3.2.3 Mcanisme daction dun ST Bf (BOH-BCl) Ajout : NaOH ===> Na++ OH- ST : BCl ===> Cl- + B+

    Au total :NaOH + BCl ===> NaCl + BOH ( B+ + OH-)

    Substitution ou Prise en charge

  • 4. Efficacit des ST (aspect quantitatif des ST)

    4.1. Capacit tampon (dpend du volume du ST, [A-] et [HA] donnes)4.2. Pouvoir tampon : capacit tampon par unit de volume de ST

    pKam2 > m1m1 4.3. Facteurs defficacit des ST: pH du milieu rguler : optimum pour pH pKa, i.e. : x = 0,5 ou [sel]=[Af] ou [HA]=[A-]. molarit du ST ([A-]+[HA]) organisme humain : "ouverture" sur lextrieur de certains ST (via organes rgulateurs : reins, poumons)

  • 4.4. Limites du pouvoir tampon :1 L de ST HA/A- ( [HA] et [A-] mol.L-1 )Ajout dun AF : x moles de H+ A- intervientTant que x < [A-] : totalit des H+ ajouts tamponns, pris en charge : pH varie peu :

    Lorsque x > [A-] : lexcs dAF , x-[A-] , se manifeste pleinement : variation importante et brutale du pH

  • 4.6. Mlange de plusieurs ST :

    Domaine rduit defficacit dun ST Mlange de plusieurs ST : extension de lefficacit et de la zone tampon (lorganisme humain procde ainsi) pKa1 pKa2 pKa3 Pouvoir tampon du mlange4.5. Zone tampon : Intervalle de pH sur lequel le ST considr est efficace

  • 6. Exemple de pouvoir tampon

    Pouvoir tampon de leau : 1L eau pure (pH = 7) Ajout de 10-2 M HCl pH=2 1L ST acide actique (pKa=4,75) / actate de sodium [acide actique] = [actate] = 1M pH=4,75 Ajout de 10-2 M HCl : [actate] = 1 - 0,01 = 0,99 M [acide] = 1 + 0,01 = 1,01 MpH aprs ajout = 4,75 + log (0,99/1,01) 4,74pH = 4,75 4,74 = 0,01

  • Pour terminer

  • Pour terminer FauxFaux

  • Faux

    **