Détermination de la concentration molaire d'une espèce chimique par spectrophotométrie

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1 Détermination de la concentration molaire d'une espèce chimique par spectrophotométrie I) Introduction S'A RAV Org info Résol Rechercher les informations utiles sur des supports variés (texte, graphique, tableau, spectre, signaux de capteurs ). Justifier ou élaborer un protocole. Les collyres ou gouttes ophtalmiques sont des préparations pharmaceutiques destinées à une application ophtalmique. Ce sont des médicaments liquides ou semi solides qu'on applique sur la conjonctive de l'œil. Les collyres ont une action locale et permettent de traiter les infections des yeux ou des paupières. Le bleu de méthylène ou chlorure de méthylthioninium trihydraté (C 16 H 18 Cl N 3 S, 3(H 2 O) ) est un composé organique utilisé en médecine ou comme colorant. C'est un excellent désinfectant mais aussi un antiseptique à faible action donc qui aura une action préventive contre les bactéries. Il est présent dans le collyre Laiter, sous forme d hydroxyde de méthylthioninium. Il peut aussi servir d'antiseptique, notamment en aquariophilie, ou en traitement d'appoint des plaies superficielles (chez le cheval par exemple). Dans ce collyre, la concentration en hydroxyde de méthylthioninium indiquée par le fabricant vaut c m = 200 mg.l -1. Source documents : wikipédia Comment peut-on déterminer, en utilisant un spectrophotomètre, la concentration massique en hydroxyde de méthylthioninium de ce collyre? Par groupes de 3 ou 4, discuter afin de répondre à cette question. II) Mise en œuvre du protocole 1) Présentations CO RE EO synt Org trav S exprimer correctement à l oral (prise de distance par rapport aux notes ). Mener un débat argumenté (lors des phases de mise en commun par exemple). Travailler seul ou en équipe avec autonomie. Chaque groupe présentera oralement la démarche retenue. 2) Manipulations RE Tech Utiliser de manière adaptée les instruments de laboratoire. Mettre en œuvre le protocole retenu.

2 3) Incertitudes S'A Org info Traiter les mesures, évaluer leur précision et les incertitudes. Mettre en commun les résultats obtenus dans le tableau au bureau. Pourquoi les résultats ne sont pas strictement identiques? III) Les spectres comme moyen d'investigation RAV Résol Formuler une ou plusieurs hypothèses pertinentes. Les spectres IR et RMN du bleu de méthylène sont donnés en annexe. En vous aidant des tables données en annexe dans votre livre, dire quelles informations peuvent être extraites de l'étude de ces spectres.

3 Annexes Document 1: Loi de Beer Lambert: À une longueur d onde donnée, l absorbance A d une espèce colorée X est proportionnelle à la concentration effective [X] de cette espèce : A = [X] avec coefficient d extinction molaire (L mol 1 cm 1 ) et épaisseur de solution traversée (cm). L absorbance A se mesure à l aide d un spectrophotomètre ou colorimètre. Document 2: Principe de fonctionnement d'un spectrophotomètre: Eventuellement: Enregistreur ou système d'acquisition informatisé Document 3: Le bleu de méthylène: L espèce chimique qui absorbe la lumière dans le bleu de méthylène est le chlorure de méthylthioninium trihydraté (M 1 = 373,90 g.mol 1 ). La masse molaire moléculaire de l hydroxyde de méthylthioninium vaut M 2 = 301,35 g.mol 1. On considèrera que cette espèce chimique a le même comportement vis à vis de l absorption de la lumière que le chlorure de méthylthioninium trihydraté. De ce fait, si C exp est la concentration trouvée par étalonnage, la concentration massique en hydroxyde de méthylthioninium dans la solution de collyre dilué sera

4 Le spectre d'absorption du chlorure de méthylthioninium dans le domaine du visible est donné ci-après. Document 4: Matériel mis à disposition: Une solution mère S 0 de bleu de méthylène à c 0 = 5 mg.l 1. Une solution du collyre S x diluée 100 fois de concentration C x. Verrerie diverse, jaugée et graduée Un spectrophotomètre avec notice explicative (étalonnage nécessaire avec réalisation d un blanc) et cuves adaptées à celui ci (Pour des mesures d absorbance, si vous gardez la même cuve, veillez à bien la rincer et à effectuer vos manipulations de la solution la moins concentrée vers la solution la plus concentrée). Un tableur grapheur (avec notice d'utilisation) connecté à une imprimante.

5 Documents 5 et 6: Spectres IR et RMN du chlorure de méthylthioninium: Source: