Tampon

Un tampon est un système chimique qui s’oppose à une variation importante de pH lors de l’ajout modéré d’un acide ou d’une base. Il associe généralement un acide faible à sa base conjuguée, ou une base faible à son acide conjugué. Il ne s’agit donc pas nécessairement d’une solution saline.

Fonctionnement

Chacun des deux constituants peut consommer l’espèce ajoutée : la base conjuguée réagit avec les ions hydrogène, tandis que l’acide faible neutralise une partie des ions hydroxyde. L’efficacité dépend des concentrations, de leur rapport, du pKa du couple, de la température et de la force ionique.

Pour un couple acide faible–base conjuguée, l’équation de Henderson-Hasselbalch relie approximativement le pH au pKa et au rapport des activités de la base et de l’acide. Lorsque leurs activités sont proches, le pH se situe près du pKa et le système peut absorber des ajouts modérés dans les deux sens. Cette relation devient moins exacte lorsque les activités diffèrent fortement des concentrations ou que plusieurs équilibres interagissent.

Le pouvoir tampon est maximal dans une plage voisine du pKa et reste limité. Une addition dépassant la capacité du système entraîne une variation rapide du pH. La dilution peut aussi réduire cette capacité sans modifier immédiatement le pH mesuré.

Dans les eaux aquatiques

Dans une eau naturelle ou d’élevage, plusieurs couples chimiques et les échanges avec l’atmosphère agissent simultanément. Le système carbonique — dioxyde de carbone dissous, hydrogénocarbonates et carbonates — joue souvent un rôle majeur. L’alcalinité décrit une capacité globale de neutralisation des acides et ne se confond ni avec le pH instantané ni avec la seule concentration d’un constituant. Le terme « tampon » désigne le système chimique, tandis que la capacité tampon quantifie sa résistance à une perturbation donnée.