Équation de Henderson-Hasselbalch

En chimie, l'équation de Henderson-Hasselbalch est une équation donnant le pH d'un système tamponné. Elle est notamment utilisée en physiologie et en médecine pour déterminer le pH sanguin à partir des concentrations en ion bicarbonate et en acide carbonique.

Formulation

L'équation peut être obtenue à partir de la constante d'acidité $K_{\text{a}}$ d'un acide $\mathrm{H}\mathrm{A}$.

En prenant le cologarithme décimal de chaque côté, il vient :

En déplaçant les termes, et par définition du pKModèle:Ind et du pH, on obtient l'équation de Henderson-Hasselbalch :

Cette équation exprime le pH du système en fonction du pKModèle:Ind du couple acide-base considéré, et des concentrations respectives en acide HA et en base conjuguée A⁻.

On remarque que lorsque les concentrations en acide et en base conjuguée sont identiques, le pH du milieu est égal au pKModèle:Ind du couple acide-base, et on se trouve en plein mélange tampon.

Application au pH du sang

L'équation de Henderson-Hasselbalch permet de calculer le pH sanguin à partir des concentrations en ion bicarbonate ($\mathrm{H}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}$) et en acide carbonique (${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$), à partir de la réaction acido-basique réversible indiquée ci-dessous :

Cette réaction est fortement déplacée vers la droite et catalysée par une enzyme plasmatique, l'anhydrase carbonique.

Physiologie sanguine

Le principal système tampon acido-basique dans un organisme mammifère est représenté par le couple acide carbonique/bicarbonate indiqué ci-dessus.

On peut écrire pour celui-ci l'équation de Henderson-Hasselbalch, avec comme pKModèle:Ind celui de l'acide carbonique :

$\mathrm{p}{\mathrm{H}}_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{g}}\mathrm{=}\mathrm{6},\mathrm{1}\mathrm{+}{\log }_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\frac{[HC{O}_3^{-}{]}_{sang}}{[H_{2}C{O}_3{]}_{sang}}$

En biologie médicale, l'équation de Henderson-Hasselbalch est simplifiée en y intégrant la pression partielle sanguine en dioxyde de carbone $P_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{g}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}$ :

${\mathrm{p}\mathrm{H}}_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{g}}=6,1+{\log }_{10}\frac{\mathrm{[}\mathrm{H}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}{\mathrm{]}}_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{g}}}{0,03\cdot P_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{g}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}}$

Ainsi, le pH sanguin dépend de la bicarbonatémie (mesurée en Modèle:Unité) et de la pression partielle sanguine en dioxyde de carbone (mesurée en mmHg).

Biologie médicale vétérinaire

L'équation de Hendersen-Hasselbalch, très utilisée en soins intensifs et en réanimation vétérinaires, permet de corriger les déséquilibres acido-basiques.
Valeurs usuelles, en moyenne, chez le chien et le chat :

	Acidémie	Norme (sang veineux)	Norme (sang artériel)	Alcalémie
pH	$\searrow$	7,35	7,40	$\nearrow$
$P_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}$ (mmHg)	$\nearrow$	40	35	$\searrow$
$[\mathrm{H}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}]$ (mÉq/L)	$\searrow$	20	24	$\nearrow$

Articles connexes

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