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 de l'équation

L'équation peut être obtenue à partir de la constante de dissociation $\text{[math]}$ d'un acide $\text{[math]}$ [1].

\text{[math]}

avec C° la concentration standard (1,0 mol/L)

En prenant le logarithme de chaque côté :

\text{[math]}

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

\text{[math]}

Cette équation exprime le pH du système en fonction du pKa du couple acide-base considéré, et des concentrations respectives en l'acide (HA) et en la base conjuguée (A^-).

On remarque que lorsque les concentrations en l'acide et en la base conjuguée sont identiques, le pH du milieu est égal au pKa 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 ( $\text{[math]}$ ) et en acide carbonique ( $\text{[math]}$ ), à partir de la réaction acido-basique réversible indiquée ci-dessous :

\text{[math]}

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 pKa celui de l'acide carbonique :

$\text{[math]}$

En biologie médicale, l'équation de Henderson-Hasselbalch est simplifiée en y intégrant la pression partielle sanguine en dioxyde de carbone ( $\text{[math]}$ ) :
$\text{[math]}$

Ainsi, le pH sanguin dépend de la bicarbonatémie (mesurée en mEq.L^-1) 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[2]	Norme (sang veineux)	Norme (sang artériel)	Alcalémie[3]
pH	$\text{[math]}$	7,35	7,40	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$ (mmHg)	$\text{[math]}$	40	35	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$ (mEq.L^-1)	$\text{[math]}$	20	24	$\text{[math]}$

Notes et références

(en) Paula Yurkanis Bruice, Organic chemistry, Upper Saddle River, N.J, Pearson Prentice Hall, 2007, 5^e éd. (ISBN 978-0-131-96316-0, OCLC 803754235), à la page 60 (Chapter 1. Electronic Structure and Bonding - Acids and Bases)
pH sanguin plus bas que les valeurs usuelles
pH sanguin plus haut que les valeurs usuelles