La question posée est la suivante :

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1 2de chimie TP Dosage de l eau de Dakin Programme : Compétences : Dosage de solutions colorées par échelle de teintes. Mettre en oeuvre une démarche expérimentale : Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce colorée à partir de l observation d une échelle de teintes. I - Situation problème : L eau de Dakin, connue comme liqueur de Dakin, est devenue l un des principaux antiseptiques sur le marché. Sa composition, en faisant appel à une base d eau de javel diluée comme principe actif, en fait un liquide très performant dans la lutte contre la prolifération des bactéries. C est le meilleur pour les boucles d oreilles et autres piercings. Ce mélange contient aussi, pour le colorer et le stabiliser vis-à-vis de la lumière, du permanganate dont la teneur est 10 mg.l -1. C est cet ion, de formule MnO 4 -, qui donne à la solution sa coloration rose-violette. Le dakin se périme vite, contrairement à la Bétadine. Or de mauvaises conditions de stockage et/ou le vieillissement de cet antiseptique diminuent sa teneur en permanganate. Le problème est le suivant : Le flacon contenant l eau de Dakin traîne dans le placard d une pharmacie depuis plusieurs mois or la présence de permanganate de potassium est un critère important d efficacité : on considérera que cette solution est efficace pour une concentration massique en permanganate supérieure à 8 mg.l -1. La question posée est la suivante : Comment procéder pour vérifier que la concentration de permanganate de potassium est toujours suffisante, c est-à-dire supérieure au seuil d efficacité? Pour répondre à cette question, élaborer un protocole expérimental permettant de déterminer la concentration du permanganate de potassium dans l eau de Dakin.

2 II - Manipulations 1. Obtention d une échelle de teintes On dispose d une solution aqueuse de permanganate de potassium S 0 de concentration molaire C 0 = 1, mol.l -1 et d une solution d eau de Dakin. On cherche à réaliser différentes solutions de permanganate de potassium de concentrations C i connues (cf. tableau ci-dessous). La méthode est dite «échelle de teintes, elle est simple et très efficace, car notre œil peut détecter des nuances très fines de couleur. a- Déterminer les volumes V i permettant de réaliser ces solutions : on fera apparaître l expression littérale et le calcul permettant de déterminer le volume initial de la première solution. N de la solution Volume total (ml) Concentration C i de la solution diluée de diiode (mol.l -1 ) Volume V i de solution S 0 à introduire (ml) 1 50,0 1, ,0 2, ,0 4, ,0 6, ,0 8, ,0 1, Calcul littéral Exploitation 1 : b- Disposer les solutions étalon de manière ordonnée dans des tubes à essai, puis déterminer la concentration de l eau de Dakin. c- Cette échelle de teinte permet-elle de déterminer directement et précisément la concentration de l eau de Dakin? d- Sinon, quelle technique physico-chimique serait-elle adaptée à la détermination précise de cette concentration? LAVER ET RANGER LE MATÉRIEL

3 TP Dosage d une espèce colorée par étalonnage (eau de Dakin) Fiche professeur Situation dans le programme : Dans la partie Observer, Matière colorée Pré requis : dilution, principe de la spectrophotométrie (notion d absorbance), loi de Beer-Lambert, concentration molaire et concentration massique (titre, teneur) Objectifs : - Elaborer un protocole - Préparer une échelle de teinte - Réaliser une courbe d étalonnage A = f(c) et l exploiter. Durée : 1h30 Contenus notions Les capacités - Solution : solvant, soluté. -Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce colorée à partir d une courbe d étalonnage en utilisant la loi de Beer-Lambert. La situation problème : Comment déterminer la concentration molaire de l eau de dakin? Le(s) support(s) de travail : Documents papier. Matériel : spectrophotomètre, fioles jaugées de 50 ml, pipettes jaugées de 5, 10 et 25 ml, eau de Dakin. Solution de permanganate de potassium à 10-4 mol.l -1. Le(s) consigne(s) donnée(s) à l élève : Voir activité Dans la grille de référence : capacités connaissances attitudes mises en jeu S approprier Code(s) correspondant(s) : App 1, App 2, App 6 Réaliser Code(s) correspondant(s) : Rea 3, Rea 4, Rea 4 Analyser Code(s) correspondant(s) : Ana 5, Ana 8. Valider Code(s) correspondant(s) : Val 3, Val 4, Val 6 Communiquer Code(s) correspondant(s) : Com 1 Autonomie, initiative Code(s) correspondant(s) : Auto 3, Auto 4. Evaluation : Commentaires : - La valeur de 8 mg.l -1 de permanganate correspond à : C = t / M(MnO 4 - ) = 8,010-3 / (54, ,0) = 6, mol.l L eau de Dakin est en fait préparée au laboratoire : solution de permanganate de potassium de concentration 5, mol.l -1 (soit 7,9 mg de KMnO 4 pour un litre de solution), à laquelle on ajoute quelques gouttes d eau de javel. - Cette solution est donc en-dessous du seuil d efficacité. - Le tableau complété est : N de la solution Volume total (ml) Concentration C i de la solution diluée de diiode (mol.l -1 ) Volume V i de solution S 0 à introduire (ml) Volume d eau distillée à ajouter (ml) 1 50,0 1, , ,0 2, ,0 4, ,0 6, ,0 8, ,0 1,

4 Code App 1 App 2 App 6 Rea 3 Rea 4 Rea 5 Rea 6 Rea 7 Rea 8 Ana 4 Ana 5 Ana 8 Compétences évaluées en situation A ECA NA Barème Intitulé Se mobiliser en cohérence avec les consignes données Adopter une attitude réfléchie vis-à-vis de l'information disponible Avoir une bonne maîtrise de son corps Respecter les consignes du protocole Respecter les règles de sécurité Maîtriser certains gestes techniques Savoir observer et décrire des phénomènes visibles Utiliser l'outil informatique Savoir gérer son temps Proposer et/ou justifier un protocole Savoir définir les conditions dans lesquelles un instrument de mesure est utilisé Savoir observer et décrire les phénomènes obtenus Code Val 1 Val 3 Val 4 Com 1 Auto3 Auto4 Compétences évaluées en situation A ECA NA Barème Intitulé Extraire des informations à partir de données expérimentales ou non Estimer l'incertitude d'une mesure Faire un traitement statistique d'une série de mesures Rendre compte de façon écrite Travailler en autonomie Travailler en équipe A : acquis ; ECA : en cours d acquisition ; NA : non acquis Les aides ou «coup de pouce» : rappels sur les échellesde teintes réalisées en 2 nde. Les réponses attendues :

5 FICHE TP PREMIERE S DOSAGE D UNE ESPÈCE COLORÉE PAR ÉTALONNAGE Objectif : Déterminer la concentration en permanganate d une eau de Dakin Par groupe : - 7 tubes à essai avec portoir - Une fiole jaugée 50 ml avec son bouchon - 3 béchers de 100 ml (dont un pour la solution mère, un pour l eau distillée) - Une pissette d eau distillée - Une pipette simple - Un burette graduée 50 ml - Un pipette jaugée 5 ml + propipette - Papier essuie-tout - Un ordinateur portable Professeur (Chariot) : - Feutres (un par groupe + un pour le professeur) - papier essuie-tout - Un flacon d eau de Dakin de pharmacie (si possible) - Un ballon d eau de Dakin élaborée au labo : 7,9 mg de KMnO 4 pour un litre de solution (5, mol.l -1 ) et une dizaine de gouttes d eau de Javel. Prévoir 200 ml par groupe. - Un gros bécher pour servir - Eau distillée - Cuves à spectrophotomètre - Spectrophotomètre et ordinateur associé - 7 pipettes simples