DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE

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1 P1S2 Chimie ACTIVITE n 5 DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE Le colorant «bleu brillant FCF», ou E133, est un colorant artificiel (de formule C 37 H 34 N 2 Na 2 O 9 S 3 ) qui a longtemps été interdit dans l union européenne. Il est aujourd hui autorisé à une concentration maximale de 100 mg.l -1 pour les boissons non alcoolisées.

2 Pour savoir si une boisson pour sportif (figure ci-contre) respecte cette contrainte, on se propose ici de déterminer la concentration en bleu brillant de celle-ci. On pourrait grâce à sa couleur, et une comparaison avec des solutions colorées de concentration connues, arriver à déterminer sa concentration I- QUESTION 1 : Comment pourrions nous procéder? On pourrait, du fait qu elle est colorée, établir une échelle de teintes : c est-à-dire, fabriquer des solutions colorées de concentration connues, et par comparaison, déterminer sa concentration. Mais, cette méthode n étant pas des plus précises, on va améliorer le procédé d échelle de teinte établi l an dernier

3 II- MODE OPERATOIRE : On va utiliser un spectrophotomètre qui permet de déterminer l absorbance de la solution. Selon la concentration, la couleur sera plus ou moins prononcée et donc l absorbance plus ou moins importante.

4 Une source de lumière blanche traverse un monochromateur qui sélectionne une radiation de longueur d'onde λ. Le faisceau de lumière monochromatique traverse alors une solution colorée. Un photocapteur convertit l'intensité lumineuse transmise en un signal électrique. Enfin un analyseur traite le signal électrique et affiche la valeur de l'absorbance. Sur un spectrophotomètre double faisceau, un second faisceau indentique au premier traverse une cuve contenant le solvant sans l'espèce colorée. Un second photocapteur rélié à l'analyseur mesure l'absorbance de la cuve et du solvant. L'absorbance affichée par le spectrophotomètre est l'absorbance de l'ensemble {cuve, solvant, espèce colorée} moins l'absorbance de l'ensemble {cuve, solvant}. Sur un spectrophotomètre monofaisceau, il faut faire le réglage du zéro ou réaliser "un blanc". Cela consiste à faire une mesure de l'absorbance de l'ensemble {cuve, solvant} sans l'espèce colorée puis à régler le zéro d'absorbance sur la valeur correspondante.

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6 QUESTION 2 : Quelle longueur d onde utiliser pour traverser la solution? On met une cuve remplie de solution de la boisson dans le spectrophotomètre, et, (après avoir fait le «zéro» à l aide d une cuve remplie d eau distillée), envoie un faisceau monochromatique de longueurs d ondes variables allant de 400 à 800 nm, On relève la valeur de l absorbance en fonction de la longueur d onde,puis on trace le graphe:

7 λmax = 630 nm Il faut utiliser la radiation dont la longueur d onde permet les mesures d absorption les plus élevées.

8 III- DETERMINATION DE LA CONCENTRATION DU BLEU BRILLANT DANS LA BOISSON On règle donc le spectrophotomètre, sur une longueur d onde de λmax = 630 nm 1- Préparation préliminaire : Il faut préparer une échelle de teintes. On dispose d une solution mère de colorant bleu brillant S 0 de concentration C 0 = 500mg.L -1 préparée au laboratoire.

9 QUESTION 3 : Comment allons nous procéder? A l aide d une fiole jaugée de 50 ml et d une pipette graduée, on prépare une échelle de concentrations (donc de couleurs) de solutions de bleu brillant. (Voir p229 Fiche pratique 9) Chaque binome prépare une seule des solutions S 1 à S 9, chacune de volume 50,0 ml (le binome 1 prépare la solution 1, le binome 2 la solution 2, etc...) 1- On verse la solution diluée préparée dans un bécher propre 2- On étalonne le colorimètre en suivant les instructions de la notice Voir fiche pratique 3 p On prend une cuve en faisant attention de ne pas mettre les doigts, puis on la rince deux fois avec la solution. On remplit ensuite la cuve à nouveau en ne dépassant pas les deux tiers. Amener le bécher de solution restante sur mon bureau, dans l ordre des concentrations 4- On effectue la lecture de l absorbance de chacune des solutions diluées en empruntant les tubes, accompagnés de la concentration, aux autres tables

10 Compléter le tableau: er gr 2 me gr 0,165 0,181 0,220 0,236 0,256 0,290 0,338 0,358 0,395 0,144 0,147 0,199 0,261 0,266 0,285 0,345 0,375 0,386 Pour calculer les concentrations, on utilise la formule de la dilution: C x V = C x V Donc ici: C = (C x V ) / V

11 Absorbane Concentration (mg/l) Absorbance gr 1 0,165 0,181 0,22 0,236 0,256 0,29 0,338 0,358 0,395 Absorbance gr 2 0,144 0,147 0,199 0,261 0,266 0,285 0,345 0,375 0,386 Graphe groupe 1: ,287 0 Absorbance en fonction de la concentration Concentration (mg/l)

12 Absorbance 0.45 Absorbance en fonction de la concentration , Concentration (mg/l)