Au cours d’une dilution, la quantité de matière








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titreAu cours d’une dilution, la quantité de matière
date de publication01.05.2017
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TP Dosage par étalonnage d’un sérum physiologique
Compétences évaluées à mettre en œuvre : Analyser et s’approprier, Réaliser, Valider




Problématique du TP : « Comment vérifier que la concentration (ou titre) massique en chlorure de sodium d’un sérum physiologique est bien égal à ce qu’annonce le fabricant sur l’étiquette, à savoir  t = 9,0 g.L-1 ? »

Éléments de la mise en œuvre.

On effectue pour cela un dosage par étalonnage consistant à :

  • tracer une courbe d’étalonnage = f (c) obtenue en mesurant la conductivité de solutions aqueuses étalons

de chlorure de sodium préparées expérimentalement

  • mesurer la conductivité sérum de la solution de sérum physiologique

  • placer la valeur sérum obtenue sur la courbe d’étalonnage et en déduire la concentration molaire de la solution de sérum physiologique.

  • en déduire la concentration massique du sérum physiologique.


Document 1. Invariant au cours d’une dilution.

Au cours d’une dilution, la quantité de matière n de soluté présent dans la solution-mère S0, de volume V0, est la même que celle présente dans la solution-fille Si, de volume Vi. Par conséquent, la quantité de matière n de soluté est un invariant au cours de la dilution.

Document 2. Facteur de dilution F.

Au cours d’une dilution, le facteur de dilution F représente le nombre de fois que la solution-mère, de concentration molaire C0, a été diluée pour obtenir la solution-fille, de concentration molaire Ci.

Il s’exprime par l’expression :F = .
Document 3. Comparaison entre une valeur expérimentale Aexp et une valeur A donnée par un fabricant.

Une comparaison s’exprime par l’écart relatif entre la valeur expérimentale obtenue et la valeur donnée par le fabricant :

||. Il s’exprime en %. Si l’écart relatif est :

  • inférieur à 5% : on peut estimer que les valeurs expérimentales sont en accord avec celles du fabricant.

  • compris entre 5% et 10% : on peut estimer que les valeurs expérimentales sont entachées de quelques erreurs et sont modérément en accord avec celles du fabricant.

  • supérieur à 10% : on peut estimer que les valeurs expérimentales sont en désaccord avec celles du fabricant, les valeurs expérimentales sont entachées d’erreurs manifestes ou (peu probable) le fabricant ne respecte pas son cahier de charge.


Document 4. Matériel et solution-mère à disposition.

On dispose :

  • D’une burette graduée de capacité 25,0 mL

  • D’une série de tubes à essai (dans leur porte-tubes) dans lesquels on prépare les solutions-filles

  • D’un capteur conductimétrique connecté à l’interface Sysam reliée à un ordinateur

  • De godets dans lesquels placer les solutions-étalons fabriquées, de taille appropriée pour immerger la sonde du conductimètre

  • D’une solution-étalon de conductivité connue (affichée au tableau de la salle) permettant d’étalonner le conductimètre

  • D’une pissette d’eau distillée

  • D’une notice d’utilisation du conductimètre sous Latis-Pro, donnée en annexe

  • Du tableur Regressi

  • D’une solution-mère de chlorure de sodium de concentration molaire en soluté apporté C0 = 1,0.10-2 mol.L-1

  • De verrerie jaugée permettant d’effectuer une dilution d’un facteur 20

  • De papier Joseph pour essuyer la sonde du conductimètre

Partie I. S’approprier les documents/Analyser

1. Justifier que le facteur de dilution s’écrit aussi : F = .

2. À partir de la solution mère S0 de chlorure de sodium de concentration molaire C0 = 1,0.10-2 mol.L-1, on souhaite préparer par dilution (dans des tubes à essais), à l’aide d’une burette graduée, quatre solutions-filles notées S1, S2, S3 et S4, de même volume Vi = 20,0 mL et de concentration molaire Ci différente selon le tableau ci-dessous.
a. Justifier que la solution S1 a pour concentration molaire C1 = 0,80.10-2 mol.L-1 et pour facteur de dilution F1 = 1,25




b. Compléter les cases vierges du tableau suivant:

Solution

S0

S1

S2

S3

S4

F

1,00













V0 (mL)

20,0

16,0

12,0

8,0

4,0

Veau (mL)

0,0













Vi (mL)

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

Ci (mol.L-1)

1,0.10-2














c. Proposer un protocole de réalisation des solutions-filles Si
Appel 1 : Appeler le professeur pour lui soumettre le protocole

Partie II. Réaliser
1. Préparer les solutions filles en utilisant les solutions et le matériel disponibles.
Appel 2 : Appeler le professeur pour réaliser devant lui l’une des solutions-filles

2. Étalonner le conductimètre avec la notice et la solution de KCl à 0,010 mol.L-1 Cf annexe
Appel 3 : Appeler le professeur après étalonnage du conductimètre (et avant fermeture de la fenêtre dans Latis pro)
3. Mesurer la conductivité i des solutions filles en commençant par la solution la plus diluée. Cf annexe

Appel 4: Appeler le professeur pour la mesure devant lui de la conductivité de l’une des solutions-filles
Compléter le tableau suivant:


Solution

S0

S1

S2

S3

S4

i (S.cm-1)
















Ci (mol.L-1)

















4. Tracer la courbe d’étalonnage i en fonction des concentrations Ci à l’aide de Regressi.

Modéliser la courbe par une fonction affine. Imprimer après validation du professeur.

Appel 5 : Appeler le professeur lorsque la courbe d’étalonnage et sa modélisation sont réalisées

5. Proposer un protocole de dilution d’un facteur 20 du sérum physiologique disponible au bureau.
Appel 6 : Appeler le professeur pour validation du protocole et réalisation de la dilution
6. Réaliser la dilution et mesurer la conductivité sérum dilué de la solution diluée ainsi préparée.
Partie III. Valider
1. Déterminer la concentration Csérum dilué à l’aide de la courbe d’étalonnage

2. En déduire la concentration Csérum en chlorure de sodium du sérum physiologique

3. Calculer la concentration massique tsérum correspondante (Donnée : M(NaCl) = 58,5 g.mol-1).

4. Comparer la concentration massique tsérum à la valeur marquée sur la boîte. Conclure.

Notice mesure de conductivité avec Latis-pro


  1. Réglages préliminaires :

  • connecter le boitier du conductimètre avec la sonde sur l’un des canaux de l’interface SYSAM.

  • Lancer le logiciel Latis-pro

  • Choisir à l’écran « mesure de conductance et conductivité »

  • Faire l’étalonnage du conductimètre : pour cela plonger la sonde dans une solution étalon dont la valeur de la conductivité à la température de la salle est marquée au tableau. Suivre les instructions affichées à l’écran.



  1. Mode opératoire pour la mesure d’une conductivité:

  • dans l’interface de Latis-Pro, sélectionner l’onglet « pas à pas », en abscisse Clavier indiquer « conductivité » puis préciser son unité.

  • plonger la sonde dans la solution à étudier

  • lancer l’acquisition par la touche « F10 ». Relever la valeur de la conductivité .

  • Remarque : il faut rincer à l’eau distillée et essuyer la sonde entre chaque mesure.


Grille évaluation TP Etalonnage/Sérum physiologique





S’approprier

Analyser

Réaliser

Valider

Groupe

1. Facteur de dilution

2.a C et F

2. b tableau

2.c Protocole Réali_Si (appel 1)

Réalisation Si (appel 2)

Etalonnage conducti (appel 3)

Mesure (appel 4)

Courbe modélisée (appel 5)

Dilution sérum phy (appel 6)

Mesure sérum dilué

Concentration sérum sur courbe

C sérum commercial

t sérum commercial

comparaison étiquette et conclu




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Evaluation :

  • nombre * > 80%

  • 60% < nombre * ≤ 80% B

  • 30% < nombre * ≤ 60% C

  • nombre * ≤ 30% D

FICHE REPONSES Dosage par étalonnage d’un sérum physiologique
Partie I. S’approprier les documents/Analyser Nom : Prénom :

1. Justification de : F =  :

2. a. Justification que la solution S1 a pour concentration molaire C1 = 0,80.10-2 mol.L-1 :

Justification du facteur de dilution F1 = 1,25:





b. Tableau complété:

Solution

S0

S1

S2

S3

S4

F

1,00













V0 (mL)

20,0

16,0

12,0

8,0

4,0

Veau (mL)

0,0













Vi (mL)

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

Ci (mol.L-1)

1,0.10-2














c. Protocole de réalisation des solutions-filles Si:

Partie II. Réaliser
3. Tableau

Solution

S0

S1

S2

S3

S4

i (S.cm-1)
















Ci (mol.L-1)

















5. Protocole de dilution d’un facteur 20 du sérum physiologique disponible au bureau (ou sur la paillasse) :
6. sérum dilué =

Partie III. Valider
1. Détermination de la concentration Csérum dilué à l’aide de la courbe d’étalonnage :
2. Concentration Csérum en chlorure de sodium du sérum physiologique :
3. Concentration massique tsérum correspondante (Donnée : M(NaCl) = 58,5 g.mol-1) :

4. Comparaison de tsérum avec la valeur marquée sur la boîte :

Conclusion:




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