Bleu comme un Schtroumpf Démarche d investigation

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1 TP Bleu comme un Schtroumpf Démarche d investigation Règles de sécurité Blouse, lunettes de protection, pas de lentilles de contact, cheveux longs attachés. Toutes les solutions aqueuses seront jetées à l évier, en faisant couler beaucoup d eau par la suite. Problématique Madame Mollière ne se sent pas très bien après avoir ingurgité une paquet entier de bonbons Schtroumpf. Ceci est-il imputable au colorant présent dans ce bonbon gélatineux? Afin de répondre à la question posée, certaines parties expérimentales pourront être mutualisées entre deux binômes. Document 1 Un colorant bleu L étiquette donnant la composition des bonbons fait apparaître la présence d un colorant noté E131, dont le nom courant est le bleu patenté V. C est un anion que l on notera ensuite A, de masse molaire M = 560,2 g mol 1. N A = H S Figure 1 Formule topologique du bleu patenté V Document 2 Toxicité du bleu patenté V Le bleu patenté V est un colorant de synthèse qui a été très longtemps utilisé et qui l est toujours dans une moindre mesure. En effet son innocuité n est pas encore prouvée et c est un colorant interdit aux USA car il serait susceptible de provoquer des allergies. D ailleurs la DJA (Dose Journalière Admissible en mg par kg de masse corporelle) est de 2,5, alors que pour certain colorant il n y a aucune limite. En Europe il est de moins en moins utilisé : dans les MM s R son utilisation a été remplacé par le bleu brillant FCF (E133). n le trouve cependant encore dans la plupart des sirops de menthe associé à un colorant jaune (la tartrazine, lui-même allergisant) pour rendre le sirop incolore plus attractif. n l utilise aussi en médecine comme traceur des vaisseaux sanguins. S N 1

2 Lycée Hoche, Versailles, TP Bleu comme un Schtroumpf V. Prévost, BCPST 1 Document 3 Principe de la spectrophotométrie UV-Visible Lorsqu une solution homogène d une substance est traversée par un faisceau d intensité I 0 (λ), l expérimentateur observe en sortie de l échantillon un faisceau transmis d intensité I t (λ), la longueur d onde n ayant pas été modifiée (figure 2). Si I t (λ) < I 0 (λ) alors la substance a absorbé une partie de l onde lumineuse à la longueur d onde λ. faisceau incident d'intensité I 0 (λ) substance absorbante faisceau émergent d'intensité I t (λ) cuve de longueur l Figure 2 Principe de la spectrophotométrie d absorption L absorbance est une mesure de l intensité lumineuse du faisceau de lumière émergent par rapport à l intensité lumineuse du faisceau de lumière incident : def I 0 (λ) def 1 A λ = log 10 = log I t (λ) 10 T λ Document 4 Loi de Beer-Lambert À une longueur d onde λ donnée, l absorbance A λ d une espèce colorée B est proportionnelle à la concentration en solution c de cette espèce : avec : A λ = ε λ l c ε λ : coefficient d absorption molaire à la longueur d onde λ en L mol 1 cm 1 ; l : largeur de la cuve contenant la solution traversée par la lumière (l = 1,00 cm). Document 5 Sécurité dans un laboratoire de chimie (première partie) Toute personne entrant dans un laboratoire de chimie doit être équipée : d une blouse de protection en coton, épaisse, et si possible ignifugée ; de lunettes de protection couvrant largement les yeux ; d un pantalon, d une jupe ou d une robe couvrant l intégralité des jambes ; de chaussures fermées. Toute personne entrant dans un laboratoire de chimie ne peut pas porter : de lentilles de contact ; de bijoux qui ne collent pas strictement à la peau (pendentif, gourmette large, boucles d oreilles en anneaux...) de cheveux longs non attachés de manière serrée. Toute personne qui ne porte pas correctement ses lunettes de protection à un quelconque moment du TP sera exclue. Les lunettes doivent être portées par tout le monde, à partir du moment où une seule personne manipule dans la salle. 2

3 Document 6 Matériel et produits à votre disposition Une solution notée S 0 de concentration en A c(a ) = 2, mol L 1 (concentration trop importante pour faire une mesure d absorbance raisonnable avec un spectrophotomètre de lycée) ; un bonbon Schtroumpf ; un spectrophotomètre et des cuves en plastique ; pipettes jaugées de 5 ml et 10 ml ; béchers, fioles jaugées : une de 100 ml et plusieurs de 25 ml ; une plaque chauffante. Questions auxquelles il faudra répondre à la fin de votre compte-rendu La solution S 0 a été obtenue par dissolution d une masse m du dimère calcique C 54 H 62 CaN 4 14 S 4 dont la masse molaire est M(A 2 Ca) = 1 160,45 g mol 1, dans une fiole jaugée de V = 500 ml. Le dimère calcique se note A 2 Ca. Question 1 : écrire l équation de dissolution de A 2 Ca. Question 2 : calculer la masse m qu il a fallu dissoudre dans la fiole de V = 500 ml pour obtenir la solution S 0. Point méthode Comment bien rédiger un compte-rendu? Tous les comptes-rendus ne se ressemblent pas mais doivent comporter les mêmes informations. À vous ensuite de soigner la mise en forme. Vous devez présenter la problématique, et faire apparaître différentes parties en fonction de ce vous aurez eu à faire pendant la séance (par exemple : préparation de solutions, mesures expérimentales, traitement des données, conclusion par rapport à la problématique). Vous devrez faire apparaître obligatoirement tous vos résultats, les informations utiles à leur exploitation et si on vous le demande le détail du protocole. Vous n oublierez pas de présenter les calculs qui vous auront été nécessaires. Dans certains cas (par exemple en TP de chimie organique) vous aurez à dessiner et légender les montages que vous avez mis en œuvre. Si vous faîtes apparaître un graphe tracé par vos soins vous n oublierez pas le tableau de valeur qui vous a permis de l obtenir (bien entendu l outil informatique sera souvent utilisé). 3

4 Lycée Hoche, Versailles, TP Bleu comme un Schtroumpf V. Prévost, BCPST 1 4

5 Date : Mardi 9 septembre 2008, 13h10 15h50 et 15h10-17h05 Nombre de postes : 9 spectro interfacés Titre : Détermination d une concentration par spectrophotométrie Matériel par paillasse quantité contenance matériel 1 spectrophotomètre 5 cuves spectro en plastique 1 5 ml pipette jaugée 1 10 ml pipette jaugée 5 pipettes en plastique ou 250 ml béchers ml fiole jaugée 4 25 ml fiole jaugée 1 entonnoir (petit) en verre Produits pour toute la classe quantité minimale concentration produit 1 flacon Alondont R 500 ml 136 mg L 1 C 54 H 62 CaN 4 14 S 4. Faire la dilution dans de l eau avec un peu de soude à bleu patenté V calcique, 0,1 mol L 1 5