T.D. DE BIOPHYSIQUE : SOLUTIONS TAMPONExercice 1 Soit une solution de 1 litre renfermant 0,5 mole de CH

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UNIVERSITE HASSAN II FACULTE DE MEDECINE ET DE PHARMACIE CASABLANCA

T.D. DE BIOPHYSIQUE : SOLUTIONS TAMPON Exercice 1

Soit une solution de 1 litre renfermant 0,5 mole de CH3COOH et 0,5 mole de CH3COONa par litre.

On donne Ka = 1,8 10^-5.

a- Calculer le pH de cette solution tampon.

b- On introduit dans cette solution 0,1 mole de HCI. Quelle sera la variation du pH ?

c- Dans cette même solution tampon, on ajoute cette fois-ci 0,1 mole de NaOH. Calculer la variation du pH.

d- Refaire l'exercice pour une solution renfermant 0,3 mole de CH3COOH et 0,3 mole de CH3COONa par litre.

e- Conclusion Exercice 2

1- La concentration plasmatique normale de bicarbonate est de 24 mmo/L.

Connaissant le pH normal du plasma, calculer : a- [C02] dissous

b- pC02

On donne le coefficient de solubilité du C02 a = 0,03 mmol.l^-1/mmHg.

2- A l'occasion de la survenue d'une insuffisance respiratoire, on mesure PC02 et le pH.

PC02 = 48 mmHg et pH = 7,35 a- Expliquer l'abaissement du pH.

b- Calculer le taux de bicarbonate HC03-. c- Expliquer la variation du bicarbonate.

d- Au bout de quelques jours, le pH devient normal malgré une pC02 = 48 mmHg.

- Calculer la concentration de [HC03-] - D'où provient l'excès de [HC03-] ?

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ELEMENTS DE RÉPONSE Exercice 1

a- il s’agit d’une solution tampon le pH est fonction du pKa : pH=p k_a+log₁₀[base] [acide] pH = 4,74

b- l’acide rajouté réagira avec la partie basique du tampon selon la réaction suivante : CH3COONa +HCl → CH3COOH + NaCl

Les concentrations finales des composants du tampon seront : [CH3COONa]=0,4mol/l et [CH3COOH]=0,6mol/l

soit pH= 4,56 ∆pH= 4,56 – 4,74 = -0.18

c- La base rajoutée réagira avec la partie acide du tampon selon la réaction suivante : CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Les concentrations finales des composants du tampon seront : [CH3COONa]=0,6mol/l et [CH3COOH]=0,4mol/l

soit pH= 4,92 ∆pH= 4,92 – 4,74 = 0.18

d- On considère le tampon formé de 0,3 mole de CH3COOH et 0,3 mole de CH3COONa dans un litre de solution.

- À l’ajout de 0,1 mole de HCI :

pH= 4,44 ∆pH= 4,44 – 4,74 = -0,3 - À l’ajout de 0,1 mole de NaOH :

pH= 5.041 ∆pH= 5,04 – 4,74 = 0.3

e- pour comparer l’efficacité des deux solutions, on calcule les pouvoirs tampon correspondant :

T₂=

|

^0,10,3

|

^=0,33

La première solution est plus efficace pour neutraliser l’acide ou la base apportés à la solution, car plus concentrée.

Exercice 2

1- Le pH normal du plasma est de 7,4 avec [bicarbonate] = 24 mmo/L a- [C02]=1,2mmo/l

T₁=

|

0,18^0,1

|

^=0,55

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b- connaissant a= 0,03 mmol.l^-1/mmHg et sachant que [CO2] = a . PCO2  PCO2= 40mmHg 2- PC02 = 48 mmHg et pH = 7,35.

a- La variation du pH est le résultat d’une variation du rapport [base]

[acide] , or on constate que PCO2> à la normale car le CO2 n’est pas évacué suite à l’insuffisance respiratoire. L’excès de CO2 fait baisser le rapport [base]

[acide] et par la même occasion fait baisser le pH.

b- avec une [C02]= 0,03 . 48 = 1,44mmo/l et à partir de l’expression du pH avec les données de cette situation :

7,35=6,1+log₁₀[bicarbonate]

1,44  [bicarbonate]=25,6mmol/l (> la normale)

c- L’augmentation de [bicarbonate] traduit l’action du tampon pour tenter de rétablir le rapport [base]

[acide] . L’équilibre réactionnel acide-base se déplace vers la formation de bicarbonate et la

consommation du CO2 accumulé dans le sang. L’action du tampon permet de minimiser la baisse du pH mais ne le remet pas à sa valeur normale, en absence de cette action tampon on aurait eu un pH encore plus bas.

d-

L

e pH redevient normal avec une PC02 élevée, 48 mmHg. Le pH est redevenu normal, grâce au rétablissement du rapport [base]

[acide] (= 20) et ce, malgré le maintien d’un excès de CO2, c.à.d. malgré la persistance du problème respiratoire. En effet en calculant la [bicarbonate] dans la situation où PC02 = 48 mm Hg et pH=7,4 on trouve [bicarbonate]=¿ 28,73 mmol/l ce qui correspond à un rapport

[bicarbonate]

[CO2] ⁼²⁰

Le problème respiratoire n’étant pas réglé, le rein a intervenu tardivement en réabsorbant les

bicarbonates et a rétabli le pH. Cette situation décrit une acidose respiratoire compensée par le rein.

On peut représenter cette situation sur le diagramme de Davenport :

La première flèche représente l’acidose causée par l’hypoventilation. La deuxième flèche représente la compensation par le rein.

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