Rapport 3 Dosage de la caféine dans des sodas et des boissons énergisantes par spectroscopie UV

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Jean-Christophe Charpentier
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1 Rapport 3 Dosage de la caféine dans des sodas et des boissons énergisantes par spectroscopie UV Raphaël Braunschweig, Stefan Binder Groupe A, Binôme 3 Résultats selon Benjamin Buhr et Lucile Koch-Schlund Date de manipulation : - Rendu du rapport : 26 avril 2007 Lausanne, le 25 avril Raphaël Braunschweig Stefan Binder 1

selon Benjamin Buhr et Lucile Koch-Schlund Date de manipulation : - Rendu du

2 1 Objectif du travail Dans cette manipulation, il s agit de déterminer la concentration de caféine dans différentes boisson (dand notre cas l Energy Drink (MBudget) et le Coca-Cola ). Pour cela, un étalonnage à partir de différents échantillons de caféine à différentes concentrations sera d abord établi par spectrophotométrie. Puis, les boissons dont on veut connaître la concentration en caféine seront testées et comparées à la courbe d étalonnage. 2 Résultats Pour chaque concentration, deux mesures de l absorbance ont été effectuées. On prélève toujours la même quantité d échantillon : 5 µl, sur laquelle on effectue le test. Le prélèvement est automatiquement réalisé par la machine après l injection d une plus grande quantité d échantillon par l expérimentateur. 2.1 Tableau des mesures pour la courbe d étalonnage Concentration en [g/l] * ère mesure de l absorbance [µv s] ème mesure de l absorbance [µv s] Moyenne [µv s] *(de la caféine dans l acide sulfurique). Nous avons à chaque fois calculé la moyenne entre les deux mesures. Ce sont ces moyennes que nous utilisons pour effectuer la courbe d étalonnage, présentée en annexe. 2.2 Tableau des mesures des deux boissons à tester Boisson à tester Energy Drink (MBudget) Coca Cola 1ère mesure de l absorbance [µv s] ème mesure de l absorbance [µv s] Moyenne [µv s] Comme pour la courbe d étalonnage, on prend la moyenne pour calculer la concentration en caféine de ces boissons. 3 Calculs (avec calcul d erreur) En reportant les moyennes obtenues pour l Energy Drink et le Coca-Cola sur le graphique, on obtient une mesure grossière de la concentration (cf. Graphe au point 2.1). Cette mesure grossière peut être affinée en utilisant les coefficients obtenus lors d une régression linéaire. Les coefficients pour la régression linéaire de premier ordre sont : y = ax + b a = b = r = En remplaçant y par les moyennes sur l absorbance obtenues dans le Tableau 2.2, on peut calculer les concentrations précises de l Energy Drink ou du Coca-Cola. 2

Puis, les boissons dont on veut connaître la concentration en caféine seront testées et comparées à la courbe d étalonnage.

3 Pour l Energy Drink : y = x = y b a x = [g/l] Comme l Energy Drink avait été dilué 50 fois, on obtient comme concentration corrigée : c Energy Drinkexp = 0.311[g/l] De plus, la concentration indiquée sur la canette mentionnait 32 mg par 100 ml, i.e. c Energy Drinkth = 0.32[g/l]. L erreur absolue vaut alors : c Energy Drink = = 0.009[g/l], et l erreur relative vaut : c Energy Drink = = 2.9 %. c Energy Drinkexp Pour le Coca-Cola : y = x = y b a x = [g/l] Comme le Coca-Cola avait été dilué 20 fois, on obtient comme concentration corrigée : c Coca Colaexp = [g/l] De plus, la concentration fournie dans la donnée mentionnait c Coca Colath L erreur absolue vaut alors : = 0.082[g/l]. c Coca Cola = = [g/l], et l erreur relative vaut : c Coca Cola = = %. c Coca Colaexp Causes des erreurs 4.1 Exactitude (erreurs systématiques) La même machine a été utilisée pour toutes les mesures. Ces machines sont très précises. Cependant, il peut toujours y avoir une erreur systématique. Le spectrophotomètre prélevant toujours la même quantité d échantillon (5 µl), on peut également y supposer une erreur. 4.2 Fidélité (erreurs aléatoires) Lors des dilutions, des erreurs peuvent avoir été dues au mauvais nettoyage, ou à des petites imprécisions dans les dosages. De plus, une autre source potentielle d erreur a été la manipulation des seringues pour injecter l échantillon (bulles,...) dans le spectrophotomètre. 3

009[g/l], et l erreur relative vaut : c Energy Drink = 0.009 = 2.9 %. c Energy Drinkexp 0.311 Pour le Coca-Cola : y = 95 091 x = y b a x = 0.

4 4.3 Précision On suppose que l on travaille avec des machines extrêmement précises, ainsi l imprécision est négligeable par rapport à l ordre de grandeur des valeurs obtenues. 5 Interprétation des résultats et conclusion Ainsi, nos résultats sont : Pour l Energy Drink : - Concentration de caféine calculée à partir des mesures expérimentales : c Energy Drinkexp = 0.311[g/l]. - Erreur par rapport à la valeur indiquée sur la canette (0.32[g/l]). * Absolue : c Energy Drink = 0.009[g/l]. c * Relative : Energy Drink c Energy Drinkexp = 2.9 % Pour le Coca-Cola : - Concentration de caféine calculée à partir des mesures expérimentales : c Coca Colaexp = [g/l]. - Erreur par rapport à la valeur indiquée dans le protocole (0.082[g/l]). * Absolue : c Coca Cola = [g/l]. c * Relative : Coca Cola c Coca Colaexp = % Ces résultats sont, dans l ensemble, plutôt satisfaisants (surtout pour l Energy Drink avec une erreur relative de seulement 2.9 %!). L erreur légèrerement plus importante de la mesure de la caféine dans le Coca-Cola peut être expliquée par les différentes causes d erreur décrites au point 4. Celles-ci ont probablement eu un impact plus grand sur cet échantillon. 4

- Erreur par rapport à la valeur indiquée sur la canette (0.32[g/l]). * Absolue : c Energy Drink = 0.009[g/l]. c * Relative : Energy Drink c Energy Drinkexp = 2.

5 6 Annexe 5

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