Travaux Pratiques de Sciences Analytiques UE14 2 ème année Pharmacie (FGSP2)

Année 2016-2017 Travaux Pratiques de Sciences Analytiques UE14 2 ème année Pharmacie (FGSP2) P.-A. GAUCHARD V. GUIEU F. OUKACINE 1

SOMMAIRE DEROULEMENT D UNE SEANCE 3 TP N 1 - HPLC : EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE DE LA CAFEINE DU GURONSAN ET ANALYSE PAR CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE HAUTE PERFORMANCE 4 TP N 2 - SPECTROMETRIE DE FLUORESCENCE : APPLICATION A LA QUANTIFICATION DE LA QUININE DANS UN SODA ET AU DOSAGE DU CHLORHYDRATE D AMYLEINE 6 TP N 3 - DOSAGE DU MAGNESIUM DANS UNE EAU MINERALE PAR ABSORPTION ATOMIQUE. 10 TP N 4 - SPECTROPHOTOMETRIE UV : DOSAGE DE L ACIDE ACETYLSALICYLIQUE DANS UN COMPRIME D ASPIRINE 14 2

Déroulement d une séance Les horaires des séances sont : - 8h00-12h00 pour le matin - 13h30-17h30 l après-midi L ordre des TP est dit «tournant» d une séance sur l autre : - Vous commencez par le TP 1 : à la séance suivante vous ferez le TP 2 - Vous commencez par le TP 2 : à la séance suivante vous ferez le TP 3 - Vous commencez par le TP 3 : à la séance suivante vous ferez le TP 4 - Vous commencez par le TP 4 : à la séance suivante vous ferez le TP..1!!! Respectez les binômes/trinômes formés pour toutes les séances. Le port d une blouse et des lunettes est obligatoire pendant les manipulations Ce polycopié est à imprimer et à apporter à chaque séance. Un compte rendu par groupe est à rendre en fin de séance. Les séances doivent être préparées au propre, à l avance. 3

TP n 1 : HPLC Extraction Liquide-Liquide de la caféine du Guronsan et analyse par Chromatographie Liquide Haute Performance TOUTES LES SOLUTIONS A INJECTER DOIVENT ETRE PREPAREE AVEC DE L EAU POUR HPLC FILTREE 1. Généralités La Chromatographie Liquide Haute Performance (HPLC) est une des méthodes séparatives les plus répandues. Le principe de la méthode est basé sur le partage d un analyte entre une phase liquide et une phase solide. Il existe différents modes de séparation chromatographique. On distingue la chromatographie d adsorption, de partage, d échange d ions, d exclusion stérique, d affinité et la chromatographie liquide chirale. Au cours de ce TP nous allons nous intéresser, plus particulièrement, à la chromatographie de partage en phase inverse. Dans ce cas, la colonne est remplie par de petites billes poreuses de silice. Le diamètre des billes est de 3-5 µm et le celui des pores est de 5-30 nm. A la surface des billes de silice sont greffés des chaines hydrocarbonées (apolaires) de types C2, C8 ou C18. La colonne constitue la phase stationnaire. Le mélange à séparer est alors injecté à l'entrée de la colonne et est entrainé à travers la colonne par l intermédiaire d un fluide (phase mobile). La phase mobile est alors généralement polaire (ex., mélange H 2 O/MeOH, H 2 O/EtOH ). Chaque constituant du mélange à séparer va acquérir une vitesse de déplacement, à travers la colonne. Cette vitesse va dépendre de l affinité de chaque constituant pour les greffons hydrocarbonés. Les composés polaires auront une plus grande affinité pour la phase mobile et seront donc élués plus rapidement. Les composés peu polaires auront une plus grande affinité pour la phase stationnaire et seront, quant à eux, plus retenus. Le but de ce TP est de déterminer le rendement d extraction de la caféine dans un médicament (le Guronsan ). Les paramètres chromatographiques (sélectivité (α), résolution (R s ), temps de rétention (t R ), facteur de rétention (k), efficacité (N), hauteur équivalente à un plateau théorique (HEPT)) seront étudiés. L analyse quantitative par étalonnage interne sera abordée. 4

2. Analyse quantitative par étalonnage interne PARTIE EXPERIMENTALE L analyse quantitative par étalonnage interne permet de s affranchir de la précision des volumes injectés. Cette méthode consiste à ajouter un étalon interne à la solution inconnue et aux solutions étalons. La concentration de l étalon interne doit être strictement identique pour toutes les solutions. Comme le montre l équation (1), la droite d étalonnage se fait de façon relative par rapport à cette molécule de référence : Sanalyte = f C analyte S (1) référence S référence est le signal du produit de référence, S analyte et [C analyte ] représentent respectivement le signal et la concentration du produit à doser. 2.1 Préparation de la gamme étalon Dans 5 fioles jaugées de 10 ml, versez 200 µl de la solution de théophylline à 20 mg/l et 200 µl de la solution de KI à 50 g/l. Par la suite, versez 40, 80, 120, 160 et 200 µl de la solution de caféine à 62,5 mg/l puis complétez au trait de jauge en utilisant de l eau ultra-pure. Analysez les 5 solutions de la gamme étalon par HPLC en utilisant les conditions expérimentales suivantes : Phase mobile : H 2 O/EtOH 80/20 % v/v. Phase stationnaire : C18. Longueur de la colonne : 15 cm. Débit de la phase mobile : 0,8 ml/min. Vitesse de défilement du papier : 10 mm/min. Atténuation du signal : (poste A) 2, (poste B) 5. 2.2 Préparation des échantillons à doser Un comprimé de Guronsan a été préalablement dissous dans 100 ml d eau ultra-pure. La masse du comprimé utilisé est de 4,015 g. Préparez une solution fille (S f1 ) en diluant la solution mère de Guronsan au 200 ème dans de l eau ultra-pure. Prélevez 5 ml de S f1 et les transférer dans une ampoule à décanter. Effectuez deux extractions par 30 ml d acétate d éthyle, puis trois extractions par 20 ml d acétate d éthyle. Evaporer le solvant et reprendre chaque résidu par 15 ml d un mélange 50/50 d éthanol pour HPLC et d eau ultra-pure (solution S R1 et S R2 ). Dans 2 fioles jaugées de 10 ml, versez 200 µl de la solution de théophylline à 20 mg/l. Complétez au trait de jauge en utilisant les solutions S R1 et S R2. Analysez les 2 solutions, par HPLC, en utilisant les conditions expérimentales définies précédemment. EXPLOITATION DES RESULTATS Complétez le compte rendu fourni par l enseignant. Référence [1] A. Shalmashi, F. Golmohammad, Lat. Am. appl. res. 40, 2010, 283 285. 5

TP n 2 - Spectrométrie de fluorescence : Application à la quantification de la Quinine dans un soda et au dosage du Chlorhydrate d amyléine 1. Généralités Certaines molécules, absorbant la lumière UV-visible, peuvent réémettre une partie de l énergie absorbée sous forme de lumière de plus grande longueur d onde (λ). 1 Ce phénomène, de fluorescence moléculaire, est présenté dans le diagramme simplifié de Jablonski de la Fig. 1. a Molécule à l état fondamental b Transition des électrons vers des niveaux énergétiques plus élevés c Désactivation non radiative par perte d énergie thermique d Désactivation radiative avec émission d un photon Figure 1. Diagramme de Jablonski simplifié pour la fluorescence Les molécules fluorescentes sont généralement des molécules aromatiques rigides. Comme le montre la Fig. 1a et 1b, l absorption de la lumière par ces molécules, peut entrainer une transition des électrons vers des niveaux énergétiques plus élevés. Les niveaux énergétiques atteints sont cependant instables et deux processus vont apparaitre afin de minimiser l énergie globale de la molécule: la désactivation radiative et non radiative. Ainsi, dans un premier temps, comme le montre la Fig. 1c, l électron revient au plus bas niveau d énergie de l état excité. L excès d énergie est alors transféré aux molécules de solvant, lors de collisions. 2 On parle de désactivation non radiative. Dans un second temps, la molécule revient à l état fondamental (Fig. 1d) en émettant un photon (désactivation radiative) ou par perte d énergie thermique (désactivation non-radiative). Il apparait donc, d après la Fig. 1, que pour les phénomènes de fluorescence moléculaire, l énergie d excitation (E ex ) est supérieure à l énergie d émission (E em ). En d autres termes, la longueur d onde d excitation ( λ ) est inférieure à la longueur d onde d émission ( ex λ ). Pour des valeurs em d absorbances faibles ( ε Cl λ 0, 05), 1,3 l intensité de fluorescence (I f ) est proportionnelle à la concentration de la molécule fluorescente (C) et obéit à l équation (1) : I = KI C (1) f 0 avec: K = 2,3Φ ε λ l (2) K est une constante qui dépend de la longueur du trajet optique (l), du coefficient d extinction molaire ( ε λ ), et du rendement quantique de fluorescence ( Φ ). I 0 correspond à l intensité du rayonnement incident. Le rendement quantique de fluorescence est une caractéristique physique des molécules fluorescentes (compris entre 0,1 et 1). 4 Il augmente généralement avec une baisse de la température. 4 L intensité de fluorescence d une molécule peut être fortement impactée par son environnement chimique. Ainsi, l intensité de fluorescence d une molécule peut diminuée voir même s annulée. On parle alors d inhibition, d extinction ou de quenching de la fluorescence. On distingue l inhibition FGSP2 UE14-2016/2017 6

statique (formation d un complexe non fluorescent avec l inhibiteur) et l inhibition dynamique (collision avec l inhibiteur suivi d un transfert d énergie). L inhibition de la fluorescence, lors d une inhibition dynamique, obéit à la relation de Stern- Volmer : 2 K [ Q] If 0 = 1 + sv (3) If If correspond à l intensité de fluorescence en absence d'inhibiteur, If correspond à l intensité de 0 fluorescence en présence d'inhibiteur, K représente la constante de Stern-Volmer (encore appelée sv Q représente la concentration en ion inhibiteur. L inhibition statique constante de Quenching) et [ ] ne sera pas traitée au cours de ce travail. Le lecteur pourra, néanmoins, consulter la référence 2 pour obtenir plus de détails. Le but de la première partie de ce TP est de quantifier, par spectrométrie de fluorescence, la concentration en Quinine dans le Schweppes et de vérifier que la concentration maximale autorisée n est pas dépassée. Dans la seconde partie du TP, le phénomène d inhibition dynamique de la fluorescence de la Quinine par les ions chlorure sera étudié. Cela permettra de quantifier la concentration en Chlorhydrate d amyléine dans une solution inconnue. 2. Dosage de la Quinine dans un soda De nombreuses boissons commerciales (Schweppes, Spirite ) contiennent des additifs destinés à en améliorer l arôme. Parmi ces substances figure la Quinine (Fig. 2). Cependant, la consommation excessive de Quinine est susceptible d entrainer une hémolyse aiguë chez certaines personnes. 5 Ainsi, l Afssaps (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments) a classé ce principe actif comme appartenant au type II (substances vénéneuses présentant des risques de divers ordres : toxique, tératogène, cancérogène, mutagène.). 5,6 La concentration maximale autorisée en Quinine dans les boissons est de 70 mg/l. O HO N N Figure 2. Structure chimique de la Quinine (M 324,4 g/mol) Le but de la première partie de ce TP est de quantifier, par spectrométrie de fluorescence, la concentration en Quinine dans le Schweppes et de vérifier que la concentration maximale autorisée n est pas dépassée. 2.1 Préparation de la solution mère de Quinine 2.1.1 Dans un premier temps, préparez 1 litre d une solution de HNO 3 à 10 mm (S 1 ) à partir d une solution mère de HNO 3 à 100 mm. 2.1.2 Dans un second temps, préparez 100 ml d une solution mère de Quinine (S m1 ): introduisez, dans une fiole jaugée de 100 ml, une masse exacte (à noter sur le compte rendu) proche de 31,2 mg de sulfate de Quinine ((C 20 H 24 N 2 O 2 ) 2.H 2 SO 4.2H 2 O, M 782,9 g/mol) et les dissoudre avec la solution S 1. Complétez au trait de jauge par la même solution. Calculez la concentration exacte en Quinine dans la solution S m1. FGSP2 UE14-2016/2017 7

2.1.3 Dans un troisième temps, préparez 100 ml d une solution de Quinine à 4.10-5 mol/l (S m2 ) à partir de la solution S m1 en utilisant la solution S 1 comme solvant. Calculez le volume de S m1 à prélever ainsi que la concentration exacte en Quinine dans la solution S m2. 2.2 Préparation de la gamme étalon de Quinine 2.2.1 Versez la solution S m2 dans une burette graduée. Préparez 5 solutions filles de Quinine (S f1 4.10-7 M ; S f2 8.10-7 M ; S f3 1,2.10-6 M ; S f4 1,6.10-6 M ; S f5 2.10-6 M), dans des fioles jaugées de 50 ml, en utilisant la solution S 1 comme solvant. Calculez les volumes de S m2 à prélever pour la préparation de chacune des solutions filles (S f1.s f5 ). Notez les concentrations exactes en Quinine dans chacune des solutions. 2.2.2 Déterminez avec l enseignant, les longueurs d onde d excitation (λ ex ) et d émission (λ em ) optimales de la Quinine en utilisant la solution fille la plus concentrée de la gamme étalon (S f5 ) et en excitant, dans un premier temps, à λ ex =250 nm. 2.2.3 Tracez la courbe d étalonnage, sur Excel, à partir de la gamme étalon. Indiquez le coefficient de détermination ainsi que l équation de la droite de régression. 2.3 Préparation de l échantillon de Schweppes Versez environ 10 ml de boisson dans une fiole à vide de 250 ml. Bouchez à l aide d un bouchon en caoutchouc. Reliez la fiole à une trompe à vide. Agitez jusqu à élimination du CO 2 (cessation d effervescence). Prélevez 125 µl de l échantillon et le diluer dans une fiole jaugée de 25 ml en utilisant la solution S 1 comme solvant. Analysez l échantillon et déterminez la concentration massique en Quinine dans le Schweppes en utilisant la courbe d étalonnage obtenue dans la partie 2.2.3. 3. Dosage du Chlorhydrate d amyléine par spectrométrie de fluorescence L intensité de fluorescence de la Quinine, en milieu acide, est inhibée par la présence d ions - chlorure. Ainsi, l inhibition de la fluorescence de la Quinine, par la présence d ions Cl, obéit à la If0 relation de Stern-Volmer ( = 1+ K Cl - sv If, voir chapitre 1). If correspond à l intensité de 0 - fluorescence de la Quinine en absence d ions Cl, If correspond à l intensité de fluorescence de la - Quinine en présence d ions Cl et K représente la constante de Stern-Volmer. sv Le but de la seconde partie de ce TP est d étudier et d exploiter le phénomène d inhibition de la - fluorescence de la Quinine par les ions Cl. Cela permettra de quantifier la concentration en Chlorhydrate d amyléine (Fig. 3) dans une solution inconnue. L amyléine est un anesthésique local utilisée dans la prise en charge de douleurs gingivodentaires. 7 Figure 3. Structure chimique du Chlorhydrate d amyléine (M 271,8 g/mol) 3.1 Préparation de la gamme étalon de Chlorure O O 3.1.1 Préparez 6 solutions étalons (S E1.S E6 ) en utilisant la solution S 1 (HNO 3 10 mm) comme solvant et en respectant les instructions du tableau 1 : FGSP2 UE14-2016/2017 8 N.HCl

V T [NaCl] [Quinine] (M) (ml) (M) S E1 50 0 2 10-6 S E2 50 2 10-3 2 10-6 S E3 50 4 10-3 2 10-6 S E4 50 6 10-3 2 10-6 S E5 50 8 10-3 2 10-6 S E6 50 10 10-3 2 10-6 Tableau 1. Préparation de gamme étalon permettant le dosage du Chlorhydrate d amyléine. 3.1.2 Rappelez sous forme de tableau le mode de préparation des solutions. 3.1.3 Mesurez l intensité de fluorescence de ces 6 solutions aux longueurs d onde, d excitation et d émission, définies dans la partie 2.2.2. If 3.1.4 Tracez la courbe d étalonnage ( 0 Cl - = f If ), sur Excel, et en déduire la constante de Stern- Volmer. 3.2 Préparation de l échantillon de Chlorhydrate d amyléine A partir d une solution mère de Chlorhydrate d amyléine de concentration inconnue, préparer 50 ml d une solution contenant 40 ml de cette solution mère et de la Quinine à 2.10-6 mol/l. Complétez avec la solution S 1 (HNO 3 10 mm). Analysez l échantillon et déterminez la concentration molaire du Chlorhydrate d amyléine dans la solution inconnue en utilisant la courbe d étalonnage obtenue dans la partie 3.1.4. Références [1] M. Aubailly, Journal de la société chimique de France 271, 2004, 36 39. [2] B. Valeur, Invitation à la fluorescence moléculaire, Ed. De Boeck Université, Bruxelles, 2004, pp 22-30 et 47 56. [3] C. A. Parker, Photoluminescence of solutions, Elsevier, Amsterdam, 1968. [4] S. Brown, C. Poujol, Mieux comprendre les fluorochromes pour la microscopie, Formation permanente, CNRS, 2009. [5] Afssa Saisine n 2006-SA-0033, Avis relatif à la demande d élaboration de recommandations concernant l alimentation des personnes porteuses d un déficit en Glucose-6-Phosphate séshydrogénase (G-6-PD), page 9. [6] http://www.chups.jussieu.fr/polys/ pharmaco/poly/ordonnance.html [7] https://www.vidal.fr/substances/5790/ amyleine/ Données: Masses molaires: S (32,06 g/mol), O (16,00 g/mol), H (1,01 g/mol). Important: Prévoir les modes opératoires (verrerie, volumes) pour préparer les solutions et justifiez l ensemble de vos calculs. FGSP2 UE14-2016/2017 9

TP n 3 : Dosage du magnésium dans une eau minérale par absorption atomique. TRAVAIL PRELIMINAIRE Vous devrez être en mesure d expliquer à l enseignant : le principe d un spectrophotomètre d absorption atomique de flamme, d une lampe à cathode creuse, l intérêt des ajouts de chlorure de lanthane LaCl 3 dans chacune des fioles (cours UE3-6 à revoir). l intérêt de la méthode des ajouts dosés (lire pour cela avec suffisamment d attention le paragraphe 3 de cet énoncé). Vous devez également préparer proprement, à l écrit, les réponses aux questions préliminaires (paragraphe 5 de cet énoncé). 1. Principe. Le magnésium d une eau minérale sera dosé par spectrophotométrie d absorption atomique (AA) en utilisant la méthode des ajouts dosés (ou méthode des additions connues). 2. Appareillage. Spectrophotomètre d absorption atomique équipé d un brûleur alimenté par un mélange airacétylène. Lampe à cathode creuse au magnésium. FGSP2 UE14-2016/2017 10

3. Méthode des ajouts dosés (des additions connues). Pour le dosage du magnésium dans une eau minérale, un protocole d étalonnage classique (gamme étalon suivant la loi de Beer-Lambert et mesure de l absorbance de l eau minérale diluée) peut entrainer des erreurs importantes. En effet la réponse du spectrophotomètre d absorption atomique lors du passage de l eau minérale diluée peut être exaltée ou diminuée par la présence d autres composés présents dans l échantillon. Cet effet, appelé effet de matrice, pourrait éventuellement être supprimé en construisant une gamme avec des solutions étalons de composition voisine de celle de l eau minérale mais la matrice «eau minérale» étant une solution complexe, il est extrêmement difficile de préparer ces solutions étalons. On a recours alors à la méthode dite des ajouts dosés (ou des additions connues) afin de compenser l effet de matrice. Dans notre exemple, on ajoute, à des quantités identiques d eau minérale éventuellement diluée, des quantités connues d une solution étalon de Mg 2+. Chaque solution est ensuite diluée jusqu à un même volume final avant de mesurer son absorbance. On porte alors graphiquement l absorbance en fonction de la quantité de magnésium ajoutée par les additions connues de solution étalon. On doit obtenir une droite pouvant être extrapolée jusqu à l axe des abscisses, le point d intersection donnant la quantité en magnésium apportée dans chacune des fioles par l eau minérale diluée (cf. graphique ci-dessous). Remarques : si l on n obtient pas une droite, l extrapolation est impossible. Il est impératif de travailler dans le domaine de linéarité de l appareil. une extrapolation linéaire (calcul d'un point d une droite à partir d'autres points expérimentaux, le point calculé étant en dehors de l'intervalle pour lequel on dispose de données expérimentales) n est jamais aussi fiable qu une interpolation linéaire. La méthode des ajouts dosés doit être utilisée avec précaution. Il convient de relativiser le résultat obtenu en tempérant son optimisme (ou l inverse) FGSP2 UE14-2016/2017 11

4. Préparation des solutions. Solution S 0 : solution de chlorure de lanthane à 50 g/l dans HCl à 1%. Solution déjà préparée Solution S 1 : solution aqueuse de HCl à 1%. Préparer 1 L d une solution de HCl à 1% en ajoutant sous hotte dans une fiole de 1 L remplie à moitié d eau déminéralisée (=distillée) 10 ml de HCl concentré (gants, lunettes). Compléter avec de l eau déminéralisée. Solutions étalon S 2 et S 3. Préparer, par dissolution de chlorure de magnésium hexa-hydraté solide (MgCl 2,6H 2 O), une solution S 2 qui, convenablement diluée avec S 1, permettra la préparation d une solution étalon S 3 contenant exactement 1 mg/l de magnésium (1 mg de Mg 2+ par litre de solution). Pour cela : Dans une fiole de 200 ml, dissoudre une masse exacte (à calculer, cf. questions préliminaires) de chlorure de magnésium hexa-hydraté dans de l eau déminéralisée. Ajouter 2 ml de HCl concentré (gants, lunettes). Compléter avec l eau déminéralisée. Diluer ensuite la solution S 2 ainsi obtenue dans une fiole de 100 ml en complétant avec la solution S 1 de HCl à 1% pour obtenir la solution S 3 à 1 mg/l. Solution S 4 d eau minérale convenablement diluée. Préparer une quantité suffisante d eau minérale convenablement diluée (solvant : solution S 1 de HCl à 1%). (La dilution adéquate nécessite de connaître l ordre de grandeur de la concentration en Mg 2+ dans l eau minérale que vous aurez à doser ; cette information vous sera donnée lors du TP). Solution S 5 : solution de chlorure de lanthane à 5 g/l dans HCl à 1%. Préparer 50 ml de solution S 5 en diluant la solution S 0 au 1/10 avec la solution S 1 de HCl à 1%. Cette solution servira de blanc pour le spectrophotomètre. Gamme d ajouts dosés. Préparer une gamme d ajouts dosés dans 9 fioles jaugées de 20 ml, avec : 5 ml d eau minérale convenablement diluée S 4 dans chaque fiole, permettant un apport de magnésium q e d environ 2 µg, des volumes de solution étalon S 3 permettant de faire des additions connues d approximativement zéro, 1 fois, 2 fois, 3 fois, 4 fois, 5 fois, 6 fois, 7 fois, et enfin 8 fois la quantité q 3 (cf. questions préliminaires), 2 ml de solution S 0 de chlorure de lanthane à 50 g/l dans chaque fiole en complétant ensuite à 20 ml avec la solution S 1 de HCl à 1%. Fiole 1 2 3 4 5 6 7 8 9 quantité de Mg 2+ apporté par l eau minérale diluée S 4 q e q e q e q e q e q e q e q e q e volume de solution S 4 5 ml dans chaque fiole quantité de Mg 2+ apporté par la solution étalon S 3 0 q 3 2q 3 3q 3 4q 3 5q 3 6q 3 7q 3 8q 3 volume de solution S 3 A calculer (cf. questions préliminaires) volume de solution S 0 (chlorure de lanthane à 50g/L) 2 ml dans chaque fiole volume de solution S 1 de HCl à 1% qsp 20 ml FGSP2 UE14-2016/2017 12

5. Questions préliminaires. Préparation des solutions étalons S 2 et S 3. a) Effectuer les calculs permettant la préparation des solutions S 2 et S 3. Données : M (MgCl 2,6H 2 O) = 203,31 g/mol et M (Mg) = 24,305 g/mol Construction de la gamme des ajouts dosés. Pour assurer la linéarité, on considérera pour les calculs préliminaires que la concentration en magnésium de la fiole la plus concentrée ne doit pas dépasser 0,3 mg/l en Mg 2+. Pour la construction de la gamme lors du TP, on prendra q e 2 µg. b) Quelle masse maximale q max de Mg 2+ doit-on avoir dans la fiole la plus concentrée de la gamme des ajouts dosés afin de vérifier la condition de linéarité? c) En déduire la valeur de q 3, puis les volumes de solution étalon S 3 à ajouter dans chacune des fioles de la gamme des ajouts dosés. 6. Résultats. Régler avec l enseignant les différents paramètres de l analyse selon les spécifications de l appareil (fente, longueur d onde, courant de lampe, débits air et acétylène, débit d aspiration, etc.). Régler le zéro sur la solution (5) («blanc»). Mesurer l absorbance des différentes solutions de la gamme des ajouts dosés, en intercalant la solution (5) si nécessaire. A partir de vos résultats d absorbance, déterminer la concentration en magnésium de l eau minérale, puis estimer (avec l aide de l enseignant) l incertitude sur votre valeur à l aide d un traitement statistique. FGSP2 UE14-2016/2017 13

TP n 4 : Spectrophotométrie UV Dosage de l acide acétylsalicylique dans un comprimé d aspirine TRAVAIL PRELIMINAIRE Vous devrez être en mesure d expliquer à l enseignant le principe du TP. Vous devez également préparer proprement, à l écrit, les réponses aux questions préliminaires (paragraphe 3 de cet énoncé). 1. Principe. La saponification de l acide acétylsalicylique conduit au salicylate de sodium (sel basique de l acide salicylique) qu il est possible de doser par spectrophotométrie d absorption dans l UV. COOH O COO, Na O HO en excès OH Données : Composé Acide acétylsalycilique Acide salicylique Salicylate de sodium Masse molaire (g/mol) 180,16 138,12 160,11 Le but de ce TP est de doser la quantité d aspirine contenue dans un comprimé commercial. Le comprimé est dissous dans l eau distillée, puis la solution est acidifiée (HCl 1M) afin de chasser le dioxyde de carbone et ainsi éviter la présence d un milieu tampon qui rendrait la saponification difficile. La saponification (ajout de soude 1M) se produit ensuite à température ambiante, de manière quantitative. Pour s assurer du caractère quantitatif de la saponification, un témoin est effectué à partir d acide acétylsalicylique pur. La quantité de salicylate de sodium est à chaque fois déterminée après construction d une gamme étalon. 2. Aspect expérimentaux. Mise en garde : la bonne dissolution des comprimés et poudres est primordiale. Préparation de la solution à doser Dans un erlenmeyer de 250 ml, dissoudre un comprimé commercial d «aspirine 1 g» dans environ 50 ml d eau distillée. Bien patienter jusqu à la fin de l effervescence puis transférer dans une fiole jaugée de 100,0 ml, rincer l erlenmeyer à l eau distillée en ajoutant l eau de rinçage dans la fiole, bien homogénéiser et compléter au trait de jauge avec de l eau distillée. Transvaser dans un erlenmeyer de 250 ml. FGSP2 UE14-2016/2017 14

***Prélever 5,00 ml de cette solution dans un erlenmeyer de 50 ml. Ajouter 1,00 ml d acide chlorhydrique 1M et laisser 10 min sous agitation magnétique. Ajouter ensuite 2 ml d hydroxyde de sodium 1M et laisser 30 min sous agitation magnétique. Transférer dans une fiole jaugée de 100,0 ml sans oublier de rincer l erlenmeyer à l eau distillée et compléter au trait de jauge avec de l eau distillée. Diluer dans une fiole de 25,00 ml cette solution au 2/25 ème dans de l eau distillée. *** Préparation de la solution témoin Peser 1 g d acide acétylsalicylique et dissoudre la poudre (au besoin sous agitation magnétique) dans un erlenmeyer de 250 ml avec 50 ml d eau distillée et environ 20 ml de soude 1M. Transférer dans une fiole jaugée de 100,0 ml sans oublier de rincer l erlenmeyer, bien homogénéiser et compléter avec de l eau distillée. Transvaser dans un erlenmeyer de 250 ml. ***Effectuer ensuite le même protocole de préparation que pour le comprimé.*** Préparation de la gamme étalon Cf. questions préliminaires. Préparer, à partir d acide salicylique solide, de soude 1M (environ 10% du volume final de solution mère) et d eau distillée, une solution mère de salicylate de sodium qui vous permettra par des dilutions raisonnables de construire une gamme étalon en salicylate de sodium. Cette solution mère devra être bien homogène. La gamme étalon sera constituée de 6 solutions filles et sera préparée dans des fioles de 100,0 ml. 3. Questions préliminaires. a] Qu est-ce qu un spectre d absorption? A quoi correspond λ max? Jusqu à quelle valeur d absorbance peut-on raisonnablement travailler en spectrophométrie UV-visible sans risque de saturation du signal (cf. cours UE6)? b] Quelle est la concentration attendue en salicylate de sodium dans les fioles de 25,00 ml finales de la solution à doser et de la solution témoin si la saponification est quantitative? b] Effectuer les calculs permettant la construction d une gamme étalon via une solution mère de concentration raisonnable. On précise l ordre de grandeur du coefficient d absorption du salicylate de sodium à la longueur d onde de travail : ε 3400 cm -1.L.mol -1 4. Résultats. Mesurer l absorbance de toutes les solutions préparées (gamme étalon, solution à doser, solution témoin) à une longueur bien choisie. Quel blanc utilisez-vous? A partir de vos résultats d absorbance, calculer la masse d acide acétylsalicylique contenue dans le comprimé et retrouver la masse d acide acétylsalicylique pesée pour préparer la solution témoin. FGSP2 UE14-2016/2017 15