Le contrôle qualité par dosage Thème : Agir, défis du XXIème siècle

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1 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Le contrôle qualité par dosage Thème : Agir, défis du XXIème siècle Pierre-Henry Suet Les Francs-Bourgeois Année scolaire

2 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Outline 1 Dosage par étalonnage Etalonnage par spectrophotométrie Etalonnage par conductimétrie 2 Dosage par titrage Réaction de titrage Par ph-métrie Par concuctimétrie

3 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Qu est-ce qu un dosage par étalonnage? Réaliser un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration d une espèce en solution en comparant une grandeur physique (absorbance, conductivité, etc.) caractéristique de la solution, à la même grandeur physique mesurée pour des solutions étalon.

4 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Etalonnage par spectrophotométrie Qu est-ce qu un dosage par étalonnage spectrophotmétrique Si la solution est colorée, on peut réaliser une échelle de teinte avec des solutions de concentrations C connues. La mesure de l absorbance A de chaque solution permet de tracer le graphe A = f (C) appelé courbe étalonnage. L absorbance A de la solution est liée à la concentration par la loi de Beer-Lambert. A = nx i lc i i=1

5 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Etalonnage par conductimétrie Qu est-ce qu un dosage par étalonnage conductimétrique? Dans le cas de la conductimétrie, la grandeur physique proportionnelle à une concentration est la conductivité. Loi de Kohlrausch : = nx i=1 ic i

6 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Réaction de titrage Qu est-ce qu une réaction support de titrage? La réaction support est la réaction chimique se produisant entre l espèce titrée et l espèce titrante. La réaction support doit être totale, rapide et unique. À l équivalence, les réactifs introduits dans les proportions stœchiométriques ont entièrement réagis.

7 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Par ph-métrie Dosage par titrage ph-métrique Lorsque la réaction de support est une réaction acido-basique, le titrage peut se faire par suivi ph-métrique. La courbe représentant le ph en fonction du volume de solution titrante versé V présente un saut de ph proche de l équivalence : Le volume équivalent est repéré en utilisant la méthode des tangentes ou la méthode de la dérivée.

8 Dosage par étalonnage Dosage par titrage Par concuctimétrie Dosage par titrage conductimétrique Lorsque la réaction de support fait intervenir des ions, le titrage peut se faire par suivi conductimétrique. La courbe représentant la conductivité de la solution en fonction du volume de solution titrante versée V se découpe en deux droites de pentes distinctes : Le volume équivalent correspond à l abscisse définie par l intersection des deux droites.

9 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Transmettre et stocker l information Thème : Agir, défis du XXIème siècle Pierre-Henry Suet Les Francs-Bourgeois Année scolaire

10 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Outline 1 Transmission d informations 2 Signaux analogiques et numériques 3 Conversion analogique-numérique 4 Caractéristiques d une image numérique 5 Stockage optique

11 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Eléments d une chaîne de transmission d informations On appelle information tout type de fait qui suscite l intérêt de l individu qui la perçoit. Elle peut être constituée d un ensemble de signaux, d écrits, d images, de sons, etc. Une chaîne de transmission est l ensemble des dispositifs permettant le transport d une information sur des distances souvent importantes. Une chaîne de transmission comprend trois éléments essentiels : une source un canal de transmission un destinataire

12 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Propagation du signal Le signal émis par une source se propage vers un ou plusieurs destinataires via un canal de transmission. Ces canaux se divisent en deux catégories : Les canaux de propagation libre quand le signal peut se propager librement suivant toutes les directions. Les canaux de propagation guidée lorsque le signal est contraint de se déplacer dans un espace limité.

13 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Caractéristiques d une transmission Toute transmission implique la superposition au signal transmis de perturbations non désirées, appelées «bruit» ou parasites. Le coefficient d atténuation linéaire est défini par : A = 10 L log P reçu P émis Le débit binaire (ou bitrate) est la quantité d information qui transite par unité de temps sur un canal de transmission. Il s exprime en bits par seconde (bps).

14 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Echantillonnage Echantillonner un signal s(t) revient à prélever à intervalle de temps régulier T e (période d échantillonnage), les valeurs s(nt e ) du signal où n est un entier. D après le théorème de Shannon, la fréquence d échantillonnage doit vérifier f e > 2 f max avec f : fréquence du signal s(t).

15 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Quantification du signal Quantifier le signal s(nt e ), c est définir un nombre binaire dont le niveau est le plus proche de s(nt e ).

16 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Qu est-ce que la conversion analogique numérique? Un signal analogique est un signal variant continûment dans le temps. Au contraire, un signal numérique est un signal variant de façon discontinue dans le temps.

17 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Pixellisation Une image numérique est une image acquise, créée, traitée par un système de numérisation (appareil photo, scanner etc.). Elle est stockée en langage binaire sur système de stockage (mémoire, disque optique etc.). Une image numérique est subdivisée en cases, appelées pixels (contraction de l anglais «picture élément»). La qualité d une image dépend de sa résolution, c est-à-dire du nombre de pixels par unité de longueur. Plus ce nombre est élevé, moins l image est pixellisée.

18 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Codage RVB Pour une image en couleurs, un nombre binaire est associé à chaque nuance de rouge, de vert et de bleu, les couleurs primaires de la synthèse additive des couleurs. On parle alors de codage RVB.

19 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Niveaux de gris Pour une image en niveaux de gris, le nombre binaire est associé à une des nuances d une palette allant du blanc au noir. Par exemple, si chaque pixel est codé par un octet, l image peut contenir 2 8 =256 niveaux de gris.

20 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Principe de codage On appelle stockage optique la technologie consistant à écrire et à lire des informations en utilisant des phénomènes optiques. Les disques optiques, comme le CD (Compact Disc), le CD-ROM, le DVD (Digital Versatile Disc) ou le disque Blu-ray, sont les supports du stockage optique. Les informations (musique, vidéos, etc.) qu ils contiennent sont codées en langage binaire, c est-à-dire par une succession de bits, et inscrites sur une piste disposée en spirale. Les bits sont matérialisés de façon à créer un contraste optique (creux et plats pour les disques préenregistrés).

21 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Lecture Pour lire l information inscrite sur le disque optique, on exploite deux propriétés de la lumière: la réflexion et les interférences entre deux lumières monochromatiques de même longueur d onde.

22 Transmission d informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d une image Capacité de stockage La capacité de stockage d un disque est égale au nombre d informations binaires qu il peut contenir. A cause de la diffraction le faisceau du laser n est pas ponctuel ; c est une tache de diamètre d proportionnel à la longueur d onde de la lumière dans le vide. De ce fait, la capacité de stockage est d autant plus élevée que la longueur d onde du laser qui lit le disque optique est petite.

23 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Transformations en chimie organique Thème : Agir, défis du XXIème siècle Pierre-Henry Suet Les Francs-Bourgeois Année scolaire

24 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Outline 1 Groupes fonctionnels 2 Stéréoisomérie 3 Sites donneur et accepteur d électrons 4 Les différents types de réaction 5 Stratégie et sélectivité en chimie organique Protocole de synthèse organique Groupes polyfonctionnels

25 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Quels sont les principaux groupes caractéristiques de la chimie organique? Les groupes caractéristiques permettent à la molécule d avoir certaines propriétés. On parle de fonction organique afin d évoquer la propriété acquise.

26 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Représentation dans l espace de Cram La représentation de Cram permet de représenter les molécules en respectant les conventions suivantes : Une liaison entre deux atomes contenus dans le plan de la feuille est dessinée en trait plein. Une liaison entre un atome contenu dans le plan de la feuille et un atome à l arrière de ce plan est représentée en trait en pointillés. Une liaison entre un atome contenu dans le plan de la feuille et un atome situé en avant est représentée avec un triangle plein pointant vers l atome contenu dans le plan de la feuille.

27 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv La stéréoisomérie de conformation Les conformations d une molécule correspondent aux différents agencements spatiaux de ces atomes sans nécessité de rupture de liaisons. Ces différentes conformations sont obtenues par des rotations libres autour de liaisons simples.

28 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv La stéréoisomérie de configuration Les configurations d une molécule correspondent aux différents agencements spatiaux de ses atomes nécessitant une rupture de liaison. Un carbone asymétrique, noté C, est un carbone qui est lié à quatre groupes d atomes différents (appelés subsitutants). Un couple d énantiomères correspond aux deux configurations possibles d une molécule chirale. Des diastéréoisomères sont des stéréoisomères de configuration qui ne sont pas énantiomères. Autrement dit, des diastéréoisomères sont deux configurations d une molécule achirale qui ne se superposent pas.

29 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Enantiomères et diastéréoisomères

30 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Identification des sites donneur et accepteur d électrons Comment identifier un site donneur, riche en électrons? Il s agit soit d : - un atome très électronégatif porteur d une charge partielle négative marquée ; - un atome porteur d une charge négative notée - ; - un atome porteur d un doublet non liant (toujours dessiner ces doublets) ; - une liaison multiple ; Comment identifier un site accepteur? Il s agit soit d : - un atome voisin d atomes électronégatifs (porteur d une charge partielle positive marquée + ); - un atome porteur d une charge positive notée + ;

31 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Mécanismes réactionnels

32 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Quels sont les principaux groupes de réaction en chimie organique? Réaction de substitution (un atome ou groupe d atomes est remplacé) Réaction d addition (ajout d atomes sur une liaison double) Réaction élimination (élimination d atomes ou groupes d atomes)

33 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Protocole de synthèse organique Les différentes étapes d une synthèse La réaction chimique à l aide d un montage à reflux L extraction liquide-liquide avec une ampoule à décanter ou filtration sous vide avec entonnoir Büchner Purification Identification par CCM, banc Köfler, spectroscopie

34 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Protocole de synthèse organique Calcul du rendement Le rendement correspond au rapport de la masse de produit obtenu par la masse maximale de produit qu il est possible d obtenir : = m obtenue m maximale

35 Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv Groupes polyfonctionnels Définitions Un composé polyfonctionnel est une molécule comportant plusieurs groupes caractéristiques distincts, donc, comme son nom l indique, plusieurs fonctions organiques distinctes. Lors d une réaction d un réactif avec un composé polyfonctionnel, un réactif est dit chimiosélectif s il ne réagit qu avec un seul groupe fonctionnel de la molécule. Protection des fonctions (exemple des acides aminés) Pour former le dipeptide Leu-Ala,