Aurélie 15/11/06
Acide phosphorique ; solution tampon : d'après concours technicien chimiste Lille 2006

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L'acide orthophosphorique H3PO4 est un triacide dont les pKa sont pKa1 = 2,2 ; pKa2 = 7,2 ; pKa3 = 12,3.

  1. Représenter sur un axe horizontal, les domaines de prédominance des espèces H3PO4, H2PO4-, HPO42- et PO43-.
  2. Vous désirez préparer 1 L de tampon phosphate 0,05 mol/L à pH=7,2. Vous disposez de NaH2PO4,2H2O d'une puteté de 98 %, de Na2HPO4,12H2O et d'eau distillée. De quelle façon procédez vous ? Indiquer succinctement les étapes nécessaires ainsi que les résultats de calculs éventuels.
    - Quelles sont les propriétés d'une solution tampon ?
    H : 1 ; O : 16 ; Na : 23 ; P : 31 g/mol.
corrigé
les domaines de prédominance des espèces H3PO4, H2PO4-, HPO42- et PO43- :

Vous désirez préparer 1 L de tampon phosphate 0,05 mol/L à pH=7,2. Vous disposez de NaH2PO4,2H2O d'une puteté de 98 %, de Na2HPO4,12H2O et d'eau distillée. Les étapes nécessaires ainsi que les résultats de calculs éventuels :

[H2PO4-] = [HPO42-]

Mélanger 0,5 L de solution de NaH2PO4 à 0,1 mol/L et 0,5 L de solution de Na2HPO4 à 0,1 mol/L ; dans le mélange ( facteur de dilution = 2) , les concentrations de chaque ion seront : 0,05 mol/L

Quantité de matière (mol) correspondante = volume (L) * concentration (mol/L) : n = 0,1*0,5 = 0,05 mol

masse molaire NaH2PO4,2H2O : M= 23+2+31+64+2*18 = 156 g/mol

masse (g) = M*n= 156*0,05 = 7,8 g

masse à peser, en tenant compte de la pureté : 7,8 / 0,98 = 7,96 g.( dissoudre dans 0,5 L d'eau distillée)

masse molaire Na2HPO4,12H2O : M= 46+1+31+64+12*18 = 358 g/mol

masse (g) = M*n= 358*0,05 =17,9 g.
Propriétés d'une solution tampon :

modère la variation du pH, faisant suite à l'ajout modéré d'acide ou de base forte.
le pH ne varie pas par dilution.

 
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