NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 1 /5. Iodure de potassium : 2 g Iode métalloïde I 2 : 1 g Eau q.s. ad 100 g (1) 1,0 2,0 4,0 5,0 6,0 8,0
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- Camille Hébert
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1 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 1 /5 TP 1S THÈME OBSERVER/MATIÈRES COLORÉES CH. VII. DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLORÉE ABSORBANCE D UNE SOLUTION COLORÉE LOI DE BEER- LAMBERT PAGE 1 / 5 I. OBJECTIF Déterminer la concentration en diiode d une solution de Lugol. Vérifier la loi de Beer- Lambert, liant l absorbance d une solution et sa concentration. La solution de Lugol ou Lugol est une solution antiseptique composée de diiode (I 2 ) et d'iodure de potassium (KI) en solution dans de l'eau. Elle doit son nom au médecin français J.G.A. Lugol. Le lugol est utilisé lors des interventions pour ablation totale de la thyroïde. Il permet en effet de compresser les vaisseaux sanguins et ainsi éviter les saignements trop importants, la thyroïde étant très vascularisée On souhaite déterminer la concentration en diiode d une solution de Lugol dont donne la formulation ci- dessous Formulation de la solution de Lugol Iodure de potassium : 2 g Iode métalloïde I 2 : 1 g Eau q.s. ad 100 g (1) La formule ci-dessus est prescrite sous le nom «Lugol» à 1 % (2) La formule officielle à la pharmacopée française est : soluté iodo-ioduré fort dit de Lugol. (3) (1) q.s. = quod satis, expression latine signifiant en quantité suffisante. (2) (3) La notice indique "contient 1% de diiode", ce qui signifie que 100 g de solution contient 1 g de diiode. Pour augmenter la solubilité du diiode dans l eau, on y ajoute un excès d iodure de potassium (K + (aq) + I - (aq)) Proposer un protocole, basé sur une méthode visuelle, permettant de déterminer l ordre de grandeur de la concentration en diiode de la solution de Lugol. On réalise une échelle de teinte par dilution de la solution mère de concentration C 0 =1,0.10!! mol. L!! Rappeler la relation littérale liant les concentrations des solutions mère et fille obtenue après une dilution On s imposera d obtenir des solutions filles ayant toutes un volume V = 10mL Exprimer la concentration de la solution fille obtenue par dilution et donner un exemple de calcul pour la solution fille obtenue dans le tube 1 puis compléter le tableau ci- dessous... Tableau des concentrations des solutions filles obtenues Tube ➊ ➋ ➌ ➍ ➎ ➏ Volume de solution mère S 0 (ml) Volume d eau à ajouter (ml) Concentration C de la solution fille (mol.l -1) 1,0 2,0 4,0 5,0 6,0 8,0
2 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 2 /5 III DOSAGE PAR ÉTALONNAGE SPECTROPHOTOMÉTRIQUE a) Rappels : Les solutions colorées absorbent certaines radiations et en laissent passer d autres. La couleur transmise par la solution (couleur de la solution en lumière blanche) est de la couleur complémentaire de celle de la radiation absorbée. Lumière incidente absorpbtion Lumière transmise b) Une petite explication du fonctionnement du spectrocolorimètre Le spectrocolorimètre mesure une grandeur, appelée absorbance de la solution, notée A, qui caractérise l absorption de cette radiation par l espèce colorée. C est un nombre sans unité. Le système appelé monochromateur permet de sélectionner une radiation de la lumière blanche de longueur d onde déterminée qui constitue lumière incidente L intensité I lumière transmise reçue par la cellule photoélectrique est comparée à l intensité de la lumière incidente I 0 le spectrocolorimètre en déduit l absorbance Aλ de la solution pour la radiation de longueur d onde λ c) Questions préliminaires Quelle est la longueur d onde de la radiation qui est la plus absorbée? Justifier la couleur de la solution à partir du spectre donné ci- contre. Spectre d absorption pour une solution de diiode de concentration C=1mmol.L -1. Quel paramètre, lié à la solution peut avoir une influence sur la valeur de l absorbance d) Loi de Beer- Lambert. La loi de Beer- Lambert établit la correspondance entre l absorbance A λ d une solution et sa concentration C pour une longueur d onde donnée. Afin de vérifier cette loi, nous allons mesurer l absorbance pour les différentes solutions préparées précédemment.
3 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 3 /5 A quelle longueur d onde doit- on travailler dans le cas présent pour avoir un maximum de précision sur la mesure de l absorbance?... Le spectrophotomètre utilisé ici, appelé aussi colorimètre, n a que 4 sources lumineuses, de longueur d onde 470 nm, 565 nm, 585 nm, et 655 nm. Laquelle allez- vous choisir pour mesurer des absorbances? Le colorimètre étant relié à une carte d acquisition, la courbe de l absorbance en fonction de la concentration se construira automatiquement au fil des acquisitions (voir en temps utile le mode opératoire de l utilisation du spectrocolorimètre) IV DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION EN DIIODE DE LA SOLUTION DE LUGOL Réalisation de l échelle de teinte On dispose d une solution mère S 0 d eau iodée de concentration en diiode C 0 = 1, mol.l - 1. On souhaite préparer, par dilution de la solution mère, 6 solutions filles de même volume V = 10 ml. Ces solutions filles sont réalisées dans des tubes à essai identiques numérotés. Pour chaque volume de solution mère utilisée, notez dans le tableau donné sur la première page du document le volume d eau à ajouter, ainsi que la concentration de la solution fille obtenue. (Détailler le calcul sur un seul exemple)... 1/ mode opératoire pour la réalisation de l échelle de teinte à suivre scrupuleusement Les volumes de solution mère nécessaires à ces préparations seront mesurés à la pipette graduée. Les volumes d eau distillée seront prélevés à l aide d une pipette. (Versez d abord l eau dans un bécher). N Homogénéiser ces solutions par agitation après avoir bouché chaque tube à essais. Décrivez l échelle de teintes obtenue : comment varie la teinte des solutions en fonction de la concentration? Quelle est l'espèce chimique responsable de ces différentes teintes? 2/ Détermination de la concentration en diiode de la solution de Lugol. a) Par une méthode visuelle Expliquer comment procéder pour déterminer à l aide de l échelle de teinte, la concentration en diiode de la solution.... Donner une valeur approchée de la concentration en diiode de la solution diluée de lugol En déduire la valeur approchée de la concentration de la solution de lugol commercial sachant qu elle a été diluée 200 fois pour obtenir la solution diluée précédente... b) Par l utilisation du spectrocolorimètre : réalisation d une courbe d étalonnage Mode opératoire pour l utilisation du spectrocolorimètre (à suivre pas à pas) Réglage du spectrocolorimètre N Brancher carte et colorimètre, allumer l ordinateur. N Régler le colorimètre avec la longueur d onde choisie. N Ouvrir le fichier «Dosage I2 Abs» dans Doc SUP, SPC N Cliquer sur l icône centrale pour la faire disparaître. N Une fenêtre s affiche, afin d étalonner le colorimètre : suivre les instructions.
4 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 4 /5 Acquisition des mesures La mesure de l absorbance se feront automatiquement, la valeur de la concentration de la solution doit, elle, être entrée avec le clavier puis appuyer sur la touche F10. N Choisir l unité mmol. N Entrer la valeur de la concentration correspondant à la solution placée dans le colorimètre. (la première étant l eau distillée) N Cliquer sur Acquérir. N Répéter les opérations avec les six solutions préparées précédemment. N Faire une dernière mesure avec la solution mère lugol diluée noter sa valeur sans l acquérir absorbance de la solution de lugol diluée: A =. N Fermer alors la fenêtre d acquisition. N Avec le clic droit sur le graphique, sélectionner "calibrage" Commentez la courbe obtenue. Quelle relation lie l absorbance d une solution à sa concentration pour une longueur d onde donnée.... Modélisation de la courbe. N Cliquer sur l icône de la fenêtre paramètre. N Choisir la courbe Absorbance (dans la fenêtre paramètre) et la faire glisser dans la fenêtre "Courbe à modéliser". N Dans la barre d outils, choisir traitement, modélisation Choisir un "modèle linéaire" La droite qui s affiche alors sur votre graphique est appelée droite d étalonnage. N "Calculer le modèle". N Cliquer sur», le coefficient directeur de la droite s affiche. Noter ce coefficient. Coefficient directeur de la droite K =. Donner l équation de la courbe d étalonnage Détermination de la concentration en diiode de la solution de Lugol. Expliquer comment procéder pour déterminer à l aide de la courbe d étalonnage, la concentration en diiode de la solution En déduire la valeur de la concentration de diiode de la solution diluée de lugol (obtenue en diluant 200 fois la solution commerciale) En déduire la valeur de la concentration de diiode la solution commerciale de lugol...
5 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... P 5 /5
DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE
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