Aurélie 22/09/08
 

 

médecine et chimie : autour du pH du sang QCM

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On considère un litre de solution aqueuse contenant 25 millimoles d’acide lactique (monoacide, pKa = 3,85) et 75 millimoles de lactate de sodium.

Quel est le pH de cette solution ? (3,37 ; 3,85 ; 4,33 ; 4,85 ; 5,27 ).

pH =pKa + log
[ion lactate]
[acide lactique]
pH = 3,85 + log(75/25) = 3,85 + log 3 =4,33.


On ajoute à la solution précédente 50 millimoles d’acide chlorhydrique (monoacide fort), sans variation notable de volume.

Quel est le nouveau pH ? (2,89 ; 3,37 ; 3,85 ; 4,33 ; 4,85 )

Réaction acide base totale entre l'ion lactate et les ions H3O+ apportés par l'acide chlorhydrique.


avancement (mmol)
ion lactate
+H3O+
= acide lactique
+H2O
initial
0
75
50
25
solvant en large excès
en cours
x
75-x
50-x
25+x
fin
xmax=50
75-xmax=75-50 =25
50-xmax=0
25+xmax=25+50 =75
pH = 3,85 + log(25/75) = 3,85- log 3 =3,37.



On considère une solution tampon acide carbonique – bicarbonate de sodium dans laquelle [HCO3-] = 24 mmoles . L-1 ; la pression de CO2 est maintenue constante à 40 mmHg par un courant de CO2.

On ajoute à cette solution x0 mEq . L-1 de base forte, sans modification notable de volume.

pKa( H2CO3/HCO3-) = 6,1 ; coefficient de solubilité du gaz carbonique dans l'eau à la température de l'expérience : a = 0,03 mole par mm Hg et par litre.

Parmi ces expressions, laquelle permet de calculer le pH de la solution après l'ajout de base ?
pH = 6,1 + log
1,2-x0
24+x0
; pH= 6,1 + log
24+x0
1,2-x0
; pH=6,1 +log
24-x0
1,2+x0
pH = 6,1 + log
24+x0
1,2
; pH= 6,1 + log
24
1,2+x0
Réaction acide base totale entre CO2 dissout et les ions HO- apportés par la soude.


avancement (mmol)
CO2 dissout
+HO-
= HCO3-
initial
0
constant =0,03*40 =1,2
x0
24
en cours
x
x0 -x
24+x
fin
xmax=x0
x0 -xmax=0
24+xmax=24+x0
pH =pKa + log
[ion bicarbonate]
[acide carbonique]
pH = 6,1 + log
24+x0
1,2

Les solutions suivantes sont composées en proportions diverses d' acide acétique pKa = 4,74 et d'acétate de sodium, complètement dissocié.

Les concentrations sont données en mmoles/L.

Parmi les solutions suivantes, laquelle présente la capacité tampon la plus importante ?


acide acétique mmoles /l
acétate de sodium mmoles/L
A
40
160
B
50
50
C
120
120
D
150
50
E
180
20
La concentration en acide acétique et en ion acétate doit être identique et la plus grande possible : donc C.






L'acide glutamique comporte deux fonctions carboxyliques pKa1 = 2,2 ; pKa2 = 4,2 et une fonction amine pKa3 = 9,2.

Quelle est la forme prédominante de cet acide aminé selon le pH du milieu dans lequel il est mis en solution ? (une ou plusieurs réponses exactes)

- à pH 2,0 : forme anionique prédominante. Faux.

A pH < pKa1, les formes acides -COOH prédominent ; le groupe amine est sous forme NH3+.

- à pH 6,0 : forme cationique prédominante. Faux.

A pH > pKa2, les formes -COO- prédominent ; à pH <pKa3, la forme NH3+ prédomine.

- à pH 7,0 : forme zwitterion (neutralité électrique) prédominante. Faux.

A pH > pKa2, les formes -COO- prédominent ; à pH <pKa3, la forme NH3+ prédomine.

- à pH 8,0 : forme cationique prédominante. Faux.

A pH > pKa2, les formes -COO- prédominent ; à pH <pKa3, la forme NH3+ prédomine. Faux.

- à pH 10,0 : forme anionique prédominante. Vrai.

A pH > pKa2, les formes -COO- prédominent ; à pH >pKa3, la forme NH2 prédomine.


Quelles propositions sont correctes (une ou plusieurs) ?

- Lorsque l’on doit explorer une détresse respiratoire chez l’adulte, le prélèvement destiné à l’analyse des gaz du sang (pH, PCO2, PO2,

Bicarbonates) doit être obtenu par ponction artérielle. Vrai.

- Dans le plasma sanguin, le système tampon le plus efficace est le tampon phosphate. Faux.

- L’hémoglobine ne joue aucun rôle tampon dans le sang circulant. Vrai.

 


- Dans le sang, la combinaison réversible du gaz carbonique avec la molécule d’eau pour donner l’acide carbonique se fait essentiellement dans les globules rouges. Faux.

- Chez l’adulte, une concentration plasmatique en bicarbonates à 24 millimoles par litre est normale. Vrai.


Une femme de 45 ans, connue comme asthmatique, est admise en urgence pour une crise intense apparue depuis quelques heures (la crise d’asthme est caractérisée par une hypoventilation alvéolaire en rapport avec une obstruction bronchique).

Le prélèvement de sang artériel fournit les résultats suivants : • pH = 7,32 ; • Bicarbonates : 26,5 mmoles/L ; • PO2 : 70 mmHg ; • PCO2 : à déterminer

Quelle est, en mmHg, la valeur de la PCO2 ? (35, 42, 53, 64, 72).

On rappelle : • pKa du système acide carbonique/bicarbonate : 6,1

• Coefficient de solubilité du CO2 : 0,03 mmol/mmHg/litre de plasma.

pH =pKa + log
[ion bicarbonate]
[CO2 dissout]
7,32 =6,1 + log
26,5
[CO2 dissout]

log
26,5
[CO2 dissout]

=7,32-6,1 =1,22

26,5
[CO2 dissout]

=16,6

[CO2 dissout] =26,5/16,6 =1,6 ; PCO2 = 1,6/0,03 = 53 mm Hg.


Un homme de 50 ans est amené aux urgences en état comateux. On ne connaît rien de ses antécédents médicaux.

Le prélèvement de sang artériel fournit les résultats suivants : • pH = 7,22 • Bicarbonates : 18 mmoles/L • PO2 : 100 mmHg

• PCO2 : 28 mmHg

Quelles propositions sont correctes (une ou plusieurs) ?

- Il s’agit d’une acidose d’origine ventilatoire. Faux.

- Il s’agit d’une alcalose d’origine ventilatoire. Faux.

pH inférieur à 7,35, donc acidose

- Il s’agit d’une acidose d’origine métabolique. Vrai.

bicarbonates < 23 mmol/L

- Il s’agit d’une alcalose d’origine métabolique. Faux.

pH inférieur à 7,35, donc acidose

- Il s’agit d’une acidose à la fois d’origine métabolique et ventilatoire. Faux.

 




On considère le sang circulant.

Quelles propositions sont correctes (une ou plusieurs) ?

- La valeur normale du pH du sang artériel est pH = 7,00. Faux.

7,35 à 7,45.

- Dans le plasma, l’effet tampon est dû essentiellement aux phosphates. Faux.

effet tampon du au couple : acide carbonique / bicarbonate

- L’anhydrase carbonique se trouve essentiellement dans le plasma. Faux.

Elle se trouve dans toutes les cellules.

- L’anhydrase carbonique catalyse l’hydratation du gaz carbonique. Vrai.

- La concentration en hémoglobine n’a aucune influence sur l’effet tampon du sang circulant. Faux.


Un homme de 37 ans, sans antécédent notable, présente des vomissements abondants.

Parmi les résultats biologiques obtenus sur un prélèvement de sang artériel, on observe : pH = 7,49.

Parmi les propositions suivantes, laquelle ou lesquelles peut (peuvent) s’appliquer à ce cas clinique ? (une ou plusieurs)

- Il s’agit d’une alcalose respiratoire. Faux.

- Il s’agit d’une alcalose métabolique. Vrai.

- Il s’agit d’une acidose métabolique. Faux.

- Le rapport bicarbonates/CO2 dissous (exprimés en concentrations molaires dans le plasma) est supérieur à 20. Vrai.

- La concentration de bicarbonates plasmatiques est inférieure à 24 mmol/L. Faux.




L’acide ascorbique (vitamine C) présente, en solution aqueuse, deux fonctions acide dont les pKa sont respectivement pK1 = 4,17 et pK2 = 11,6.

Certaines formes pharmaceutiques proposent la vitamine C tamponnée en réalisant un mélange acide ascorbique – ascorbate monosodique.

Un comprimé de masse 0,500 g ne contient que ces deux molécules. Il est dissous dans 0,100 litre d’eau pure. Le pH de la solution obtenue est égal à 4,50.

On donne les masses molaires : acide ascorbique : 176 g /mol ; ascorbate monosodique : 198 g /mol.

Quelles sont les concentrations molaires respectives de l’acide ascorbique et de l’ascorbate monosodique dans la solution obtenue ?


acide ascorbique mmoles /L
ascorbate monosodique mmoles/L
A
5,65
20,25
B
8,35
17,83
C
10,25
16,16
D
12,15
14,44
E
15,15
11,77

pH =pKa + log
[ascorbate monosodique]
[acide ascorbique]
4,50 =4,17 + log
[ascorbate monosodique]
[acide ascorbique]

log
[ascorbate monosodique]
[acide ascorbique]

=4,50-4,17 =0,33

[ascorbate monosodique]
[acide ascorbique]

=2,14 (1)

On note m1 : masse d'acide ascorbique et m2 : masse d'ascorbate monosodique.

m1 + m2 = 0,500 (2)

(1) conduit à : m2 / 198 = 2,14 * m1 / 178 ; m2 = 2,38 m1.

repport dans (2) : 3,38 m1 = 0,500 ; m1 =0,148 g soit 0,148/178 = 8,31 10-4 mol dans 0,1 L ( 8,31 mmol / L)

m2 = 0,500-0,148 = 0,352 g puis : 0,352 /198 =1,78 10-3 mol dans 0,1 L (17,8 mmol / L).

réponse B.


A la solution précédemment définie (100 mL d’eau contenant le comprimé de 500 mg totalement dissous), on ajoute un milliEquivalent d’acide fort, en

négligeant la variation de volume.

Quel est le nouveau pH de cette solution ? (4,45 ; 4,17 ; 3,80 ; 3,56 ; 3,03 )

Réaction acide base totale entre l'ion ascorbate dissout et les ions H3O+ apportés par la soude.


avancement (mmol)
ion ascorbate
+H3O+
= acide ascorbique
+H2O
initial
0
1,78
1
0,83
solvant en large excès
en cours
x
1,78-x
1 -x
0,83+x
fin
xmax=1
1,78-xmax = 0,78
1 -xmax=0
0,83+xmax=1,83
pH =pKa + log
[ion ascorbate]
[acide ascorbique]
pH = 4,17 + log
0,78
1,83

= 3,80



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