Solution contexte de l’activité

2. 
   DOCUMENTS
   

Document 1 : matériel mis à disposition

• 
  
  

Document 2 : préparation d’une solution

Voir fiche page 359 de votre livre.

Document 3 : principe d’un dosage colorimétrique par étalonnage

On compare l’absorbance A de la solution contenant l’espèce colorée à doser (concentration inconnue) avec les absorbances de solution contenant la même espèce colorée à des concentrations connues (solutions étalons).

Document 4 : spectre continu de la lumière blanche



Document 3 : Spectre d’absorption d’une solution de permanganate de potassium

Le spectre d'absorption ci-dessous représente la valeur de l'absorbance A d’une solution de permanganate de potassium en fonction de la longueur d'onde de la lumière qui la traverse. L'absorbance A est une grandeur sans unité qui est directement liée à la proportion de lumière absorbée par la solution considérée à une longueur d’onde donnée.



Document 4 : loi de Beer-Lambert

Pour une épaisseur donnée de solution, traversée par une radiation monochromatique de longueur d'onde , l'absorbance A est proportionnelle à la concentration C de la solution en substance colorée :

A = k x C avec A sans unité, C en mol.L^-1 et k en L.mol^-1
N.B. Cette loi n'est valable que pour de solutions suffisamment diluées.
Document 5 : utilisation du colorimètre (mesures d’absorbances)

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a. Connecter la sortie analogique (1) à un voltmètre à affichage digital. Sur le calibre 2V le voltmètre permet une lecture directe de l'absorbance.

b. Insérer le filtre de couleur appropriée dans le logement (2) prévu à cet effet

c. Mettre l'appareil sous tension en le connectant à un adaptateur secteur 12 V.
La mesure de l'absorbance (et de la transmittance) nécessite une mesure du « blanc ». Celle-ci est réalisée sur une cuve contenant le solvant, ici l'eau, utilisée pour dissoudre la substance colorée à étudier.
d. Insérer la cuve (3) contenant de l'eau distillée dans le porte cuve et placer le cache (4 ) sur l'appareil au dessus de la cuve. Sélectionner la mesure de transmittance T à l'aide du sélecteur de mode de mesure (5 ).

e. Régler la tension de sortie à 1,00 V (ou 100 % de transmittance) à l'aide des deux potentiomètres de réglage (6) et (7). Approcher la valeur de 1V à l'aide du potentiomètre de réglage approché (6), le potentiomètre de réglage fin (7) étant positionné à mi-course. Affiner ensuite le réglage à 1,00 V à l'aide du potentiomètre de réglage fin.

f. Pour des mesures d’absorbance, repasser en mode « absorbance » (5). Introduire dans la cuve, la solution dont on veut mesurer l’absorbance. Insérer la cuve dans le porte cuve (3). Placer le cache (4) au dessus de la cuve. Lire l’absorbance de la solution sur le voltmètre.

3. 
   TRAVAIL Á RÉALISER
   

1. 
   On considère pour simplifier que l'eau de Dakin éclairée en lumière blanche est de couleur magenta. Quelle est alors la couleur primaire absorbée et quelles sont les couleurs primaires transmises par cette solution (faire un schéma) ?
   
2. 
   (APP) Quelle est la valeur de la longueur d'onde _max correspondant au maximum d'absorption pour la solution de permanganate de potassium ? Cette valeur est-elle an accord avec la réponse à la question 1
   
3. 
   Pour mesurer avec le colorimètre l’absorbance d’une solution colorée avec une précision relative maximum il faut utiliser un filtre coloré correspondant à la longueur d’onde de la radiation monochromatique la plus absorbée par cette solution. Parmi les filtres proposés quel est celui que l’on devra utiliser pour mesurer l’absorbance d’une solution de permanganate de potassium ?
   

Appel facultatif

Appeler le professeur en cas de difficultés (questions 1,2 et 3)

4. 
   (ANA) Proposer à votre professeur un protocole permettant de mesurer la concentration apportée en permanganate de potassium de la solution d’eau de Dakin.
   

Appel nº1

Appeler le professeur pour lui présenter le protocole ou en cas de difficultés

5. 
   (REA) Réaliser le protocole distribué par le professeur (page annexe).
   

   Appel facultatif

   Appeler le professeur en cas de difficultés

6. 
   (VAL) Déterminer l’équation de la courbe A = f(C_i) à l’aide de l’outil « courbe de tendance ». La loi de Beer-Lambert est-elle vérifiée avec une bonne approximation (on considèrera que le modèle mathématique de la droite est satisfaisant si le coefficient de coordination R² est tel que : R²≥0,98)
   

Appel facultatif

Appeler le professeur en cas de difficultés

7. 
   (VAL) Déterminer par méthode graphique la concentration apportée en permanganate de potassium de l’eau de Dakin. L’indication du fabriquant est-elle vérifiée ?
   

Donnée : M(KMnO₄) = 158 g.mol^-1

Appel facultatif

Appeler le professeur en cas de difficultés

ANNEXE : PROTOCOLE

• 
  Préparation de solutions filles de permanganate de potassium
  

Chaque groupe préparera par dilution à partir de la solution mère S₀ de concentration C₀ =1,00 x 10^-3 mol.L^-1 un volume V = 100,0 mL d'une solution fille S_i de permanganate de potassium selon le protocole résumé dans le tableau ci-dessous :

Groupe	1	2	3	4	5	6
Solution	S1	S2	S3	S4	S5	S6
Volume V0 de solution mère S0 prélevé pour dilution en mL	0,5	5,0	10,0	20,0	25,0	50,0
Verrerie utilisée pour prélever V0	Pipette graduée	Pipette jaugée	Pipette jaugée	Pipette jaugée	Pipette jaugée	Fiole jaugée
Concentration Ci de la solution fille Si en mol.L-1
Absorbance A

• 
  Mesurer de l’absorbance des solutions filles
  

Effectuer les mesures nécessaires afin de compléter la dernière ligne du tableau ci-dessus.

• 
  Mesure de l’absorbance de la solution d’eau de Dakin
  

A_Dakin=…………………..

• 
  Courbe A = f(C)
  

1. 
   A l’aide des résultats de mesures reportés dans le tableau et d’un tableur tracer la courbe A = f(C_i). L’imprimer.
   

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