Par Marie‑Luise Blue, mise à jour le 24 mars 2022
L'échelle de pH quantifie l'acidité ou l'alcalinité d'une solution en mesurant le logarithme de la concentration en ions hydrogène. Une concentration plus élevée d’ions H⁺ abaisse le pH, tandis qu’une concentration plus faible l’augmente. Sur une échelle allant de 0 à 14, un pH de 7 dénote la neutralité, les valeurs inférieures à 7 sont acides et celles supérieures à 7 sont alcalines.
Les tampons stabilisent le pH en équilibrant un acide faible et sa base faible conjuguée. Lorsqu'un excès d'ions H⁺ apparaît, la base faible les séquestre, se transformant en sa forme acide et maintenant le pH. À l'inverse, lorsqu'une base est ajoutée, l'acide faible donne des ions H⁺, revenant vers la neutralité.
À l'intérieur des cellules, le tampon phosphate, composé de dihydrogène phosphate (H₂PO₄⁻) et d'hydrogénophosphate (HPO₄²⁻), maintient le pH intracellulaire proche des valeurs physiologiques. Avec une constante de dissociation (pKa) de 7,21, l'équilibre de cette paire s'aligne étroitement sur le pH cytosolique typique de 7,2 à 7,4, ce qui la rend très efficace pour l'homéostasie intracellulaire (références biochimiques standards).
Dans le système circulatoire, les concentrations limitées de dihydrogène et d’hydrogénophosphate ne peuvent pas tamponner efficacement le sang. Ici, le tampon bicarbonate, formé de CO₂ dissous sous forme de bicarbonate (HCO₃⁻) et d'acide carbonique (H₂CO₃), maintient le pH du sang à environ 7,4. L'expiration respiratoire de CO₂ élimine l'excès d'acide carbonique, permettant au système de bicarbonate de fonctionner efficacement.