Une solution tampon est de l’eau mélangée à un produit chimique pour lui donner des propriétés spéciales en ce qui concerne le pH (acidité). Le produit chimique, connu sous le nom d’agent tampon, résiste aux changements de pH lorsqu’il est exposé à des acides et des bases lorsqu’il est correctement mélangé dans une solution. Cette propriété le rend extrêmement utile pour protéger les équipements sensibles, faire face aux accidents chimiques, et même pour équilibrer les processus internes des êtres vivants.
La forme acide (HA) d’un agent tampon est mélangée à sa base conjuguée (A-) dans de l’eau pour former la solution. Une fois qu’un équilibre existe entre HA et A-, tout autre acide ou base ajouté sera neutralisé lorsqu’il transformera une partie de l’agent tampon en forme HA ou A-. Le changement de l’agent tampon provoque initialement peu de changement dans le pH de la solution. À mesure que la proportion de HA et d’A- de l’agent change en raison de l’ajout d’autres acides et bases, la capacité tampon de la solution diminue. Finalement, un agent tampon peut être utilisé jusqu’au point où il ne peut plus résister de manière significative aux changements de pH, ce qui signifie qu’il n’est plus utile à cette fin.
Les solutions tampons et les agents tampons sont extrêmement courants. Le détergent borax, par exemple, peut être utilisé pour en faire un simple. De nombreux comprimés antiacides traditionnels sont en fait des agents tampons qui agissent dans le corps humain. L’aspirine tamponnée est une aspirine qui a été traitée avec un agent tampon pour aider à réduire les changements de pH de l’aspirine lorsqu’elle est exposée à l’acide gastrique. Les sondes de pH sont protégées des dommages en étant stockées dans ces solutions.
Dans le corps humain, les agents tampons jouent un rôle vital à la fois dans la respiration et dans le maintien du pH du corps. L’un des agents les plus importants chez l’homme est le bicarbonate. Lorsque le dioxyde de carbone (CO2) se mélange à l’eau (H2O), il se forme de l’acide carbonique (H2CO3). Le bicarbonate (HCO3-) est une dissociation de l’acide carbonique. L’acide carbonique et le bicarbonate forment un équilibre dans le sang qui aide le corps à s’adapter aux changements de pH.
Tout comme une solution tampon, l’équilibre bicarbonate/acide carbonique ne résistera plus aux changements de pH si leurs proportions sont sensiblement modifiées. Les excès d’acide carbonique sont ajustés en formant du dioxyde de carbone par l’élimination de l’eau de l’acide carbonique ; le dioxyde de carbone est ensuite expiré. Des quantités excessives de bicarbonate peuvent être réduites en inhalant plus de dioxyde de carbone, qui est ensuite transformé en acide carbonique.