ABSORPTION ATOMIQUE DE FLAMME : DOSAGE DU ZINC DANS LA NOURRITURE POUR CHAT (pâtée et croquette) Objectifs du travail : - Prise en main de l appareil Microdigest 401 qui réalise le traitement de l échantillon par voie humide. - Utilisation d un spectromètre à absorption atomique - Mise en œuvre de deux méthodes d analyse - Comparaison des résultats et des méthodes Organisation du temps de travail : - lancer la minéralisation (I et II) - pendant les 30min de minéralisation, créer la méthode sur le spectrophotomètre (III) et préparer les solutions pour la courbe d étalonnage (IV) - puis suivre le déroulement de l énoncé On réalisera l étude selon le même protocole sur deux échantillons : - pâtée pour chat - croquette pour chat. I) PRISE DE CONTACT AVEC L APPAREIL MICRODIGEST 401 Sécurité : Le port des lunettes, de la blouse et des gants est indispensable lors de la préparation de l échantillon. La manipulation s effectue sous hotte avec la vitre baissée. Il faut de plus rester à coté de l appareil Microdigest pour vérifier que la minéralisation se passe bien. Si problème appuyer sur pause et prévenez rapidement l enseignant. L appareil Microdigest 401 est un appareil permettant de réaliser le traitement d échantillons organiques par la technique de voie humide. Cet appareil utilise l énergie micro-ondes. Cette technologie permet de réduire la durée des minéralisations d un facteur 2 à 10, tout en augmentant les niveaux de qualité et de sécurité. Au cours de ce TP, nous allons utiliser cet appareil en vue de l analyse du zinc dans la nourriture pour chat. Il est muni de trois pompes permettant d introduire trois réactifs différents. Il est couplé avec l appareil Aspivap qui permet la capture des vapeurs acides afin de ne pas les rejeter dans l atmosphère. Son module de programmation permet de mettre en oeuvre au maximum 8 étapes, plusieurs programmes pouvant s effectuer à la suite. Une étape se compose d une phase d introduction d un réactif et d une phase de chauffage. 1
L échantillon à minéraliser est pesé précisément dans le matras (pour éviter de gros écart de masse, effectuer une pré-pesée grossière dans un bécher). Prendre une masse d échantillon d environ exactement 1g en essayant de prendre une part la plus représentative du mélange, voir ens uite l annexe pour la programmation de l appareil Microdigest. II) PROGRAMMATION DE LA MINERALISATION Vérifier que les trois pompes soient amorcées si ce n est pas le cas suivre la procédure de la notice p.22/23. (à faire par l enseignant) Pour la programmation proprement dite, suivre les données du tableau fourni en annexe. La programmation étant mémorisée dans l appareil, vérifier que les données sont correctes. Pour informations complémentaires sur la programmation, voir la notice p.24 à 32. ATTENTION : Environ 30 min après le début du programme, deux messages d erreurs surviennent : DEFPOS. Appuyer sur LIST, «pause» s affiche à l écran, appuyer sur PAUSE/CONT, «cont» s affiche. La fin du programme est signalée par «end». 2
III) REGLAGE DU SPECTROPHOTOMETRE Il faut l allumer et le régler au moins 20 minutes avant les mesures pour que la lampe ait le temps de chauffer et limiter ainsi des dérives éventuelles. Allumer le spectrophotomètre. La pression d entrée de l air sera réglée aux environs de 2.1bar. L air sert à provoquer la dépression nécessaire à l aspiration de la solution. Une fois la flamme allumée vérifier que le débit à l aspiration est, dans ces conditions, voisin de 5-6mL/min. Ouvrir le logiciel Solaar 32 (raccourci sur le bureau) login : administrateur. Dans l assistant, sélectionner Créer une nouvelle Méthode. Il s agit ici d Absorption Atomique par spectrométrie de flamme. Entrer le nom de la méthode (ce nom devra commencer par la date, exemple : 2 Juin 2005 devient 020605) et un rapide descriptif (facultatif). Entrer le nombre d échantillons à analyser (prévoir large). Ne pas modifier les paramètres d échantillonnage. Choisir l élément à analyser : le Cook Book donne les caractéristiques de l élément sélectionné. Le mode de mesure est l absorbance. Les paramètres du spectromètre se sont réglés automatiquement lors du choix de l élément à analyser (les résultats sont donnés après intégration de l absorption pendant 4secondes). Dans les paramètres d étalonnage, sélectionner comme méthode de traitement : Normal : ajustement linéaire moindres carrés. Entrer le nombre de solutions étalons et leur concentration théorique pour le tracé de la courbe d étalonnage. Sauvegarder la méthode. Dans l assistant, sélectionner Lancer une Analyse. Charger la méthode que vous avez créée. Mettre en marche la lampe correspondant à l élément à doser : Cliquer dans la case Etat correspondante jusqu à ce qu elle apparaisse en fonctionnement. Allumer la flamme seulement 15 minutes avant le début des analyses. Cliquer sur Réglage Optique, attendre que l ordinateur redonne la main puis lancer l analyse. Conseils : Ne pas hésiter à renommer les échantillons pour pouvoir s y retrouver par la suite. Un étalon peut être remesuré en effectuant un clic droit sur l étalon concerné dans la fenêtre Résultats et en sélectionnant Remesurer l échantillon. Imprimer les résultats. Il est conseillé d exploiter les résultats au fur et à mesure afin de pouvoir rapidement intervenir si les résultats ne sont pas bons (nouvelles mesures, préparations de nouvelles solutions). 3
IV) PREPARATION DE L ECHANTILLON A ANALYSER a- Méthode avec courbe d étalonnage On veut effectuer une droite d étalonnage en préparant 6 solutions de concentration connue en Zn 2+. On dispose d une solution standard (A) d ions Zn (II) à 5 ppm.? Réaliser les 6 solutions dans 6 fioles jaugées de 50 ml pour des concentrations de Zn 2+ indiquées ci-dessous. Numéro de la fiole 0 1 2 3 4 5 C (Zn 2+ ) (en ppm) 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 V total 50 ml? Mesurer la valeur de l absorbance A pour chaque fiole et tracer la courbe d étalonnage.? Verser sous la hotte (fumées toxiques) l échantillon dans un erlenmeyer contenant au préalable 40 ml d eau HQ. Bien rincer le matras. Ne pas dépasser 100 ml de mélange. Filtrer la solution sur Buchner puis verser l ensemble dans une fiole jaugée de 250 ml. Compléter au trait de jauge avec de l eau HQ. On obtient la solution inconnue (S).? Doser le zinc dans la solution S b- Méthode des ajouts dosés On dispose d une solution standard (A) d ions zinc (II) à 5 ppm.? Réaliser la série de solutions en utilisant la méthode des ajouts dosés dans 6 fioles jaugées de 50 ml. Faites vérifier votre méthode par le professeur.? Mesurer la valeur de l absorbance A pour chaque fiole. 4
V) EXPLOITATION DES RESULTATS a- Méthode avec la courbe d étalonnage Tracer la courbe d étalonnage. Déterminer la concentration en zinc de la solution inconnue, puis celle de l échantillon. b- Méthode des ajouts dosés Tracer la courbe A = f(ca.va /Vt). Déterminer la concentration en inconnue puis de l échantillon. zinc de la solution c- Comparaison des deux méthodes Donner les avantages et inconvénients des deux méthodes. Comparer vos résultats et discuter de la pertinence de ceux-ci. Il vous sera demander pour ce TP un compte rendu simple. Quelques Rappels sur la préparation des solutions dans la méthode des ajouts dosés. On souhaite mesurer la concentration en zinc Cb dans une solution B. Dans six fioles jaugées de volume Vt, on ajoute à chacune d entre elles un volume Vb de la solution B. Dans un second temps, on ajoute une solution de concentration connue Ca en zinc en faisant varier le volume ajouté selon le tableau suivant. Fioles 1 2 3 4 5 6 Solution B Vb Vb Vb Vb Vb Vb Solution A 0 Va 2Va 3Va 4Va 5Va Eau HQ qsp Vt qsp Vt qsp Vt qsp Vt qsp Vt qsp Vt 5
ANNEXE MINERALISATION ALIMENTS POUR CHAT Détermination de la quantité de zinc POMPE 1 H2SO4 ( 95%) POMPE 2 HNO3 (65%) POMPE 3 H2O2 (35%) VITESSE 1 0.5 cm3/min 4 1.5 cm3/min 7 5 cm3/min 10 15 cm3/min 2 0.75 cm3/min 5 2 cm3/min 8 7.5 cm3/min 3 1 cm3/min 6 3 cm3/min 9 10 cm3/min STE n ETAPE 1 2 3 4 5 6 r 01 n REACTIF 1 2 3 S01 n VITESSE 7 10 6 L01 vol VOLUME (cm3) 4 15 5 P01 % PUISSANCE (%) 20 35 50 30 45 0 t01 min TEMPS (min) 15 10 5 3 6 4 d01 DRY 0 0 0 0 1 0 Mettre la machine sous tension (interrupteurs pour minéralisateur et pour la console). Appuyer sur LIST => «contrl» Appuyer sur LIST => «system» Appuyer sur LIST => «pro 01» Appuyer sur CH/LIST => «STE 01» Appuyer sur CH/LIST => «r 01 01» etc suivre les données du tableau en appuyant sur LIST entre chaque sous étape. A la fin de l étape 6, appuyer sur CH/LIST => «PRO 01» Appuyer sur LIST => «FLA 01» Appuyer sur START/STOP => «run 01» A la fin de la minéralisation le message end apparaît. Remarques : l ouverture de la porte ne coupe pas l injection des réactifs. START/STOP provoque l arrêt définitif du programme ; PAUSE/CONT son arrêt momentané. OBSERVATIONS 6