TP Chimie. N° 06

Concentration

et conductimétrie.

Enoncé.

 

   

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Correction

But : détermination de la concentration d’un sérum physiologique

 

I - Protocole expérimental.
1)- Montage.
2)- Etalonnage du conductimètre.
II - Les mesures.
1)- Mode opératoire.

2)- Préparation du sérum pour la mesure.
III - Exploitation des résultats.
IV - Application.

 

Matériel :

-  Un G.B.F, deux multimètres (un noir et un jaune), une cellule de conductimétrie,

-  Des fils de connexion,

Des fioles jaugées de 100 mL, des pipettes graduées ou des pipettes jaugées (à voir),

-  Un flacon de sérum physiologique, de l’eau distillée,

-  Une solution de chlorure de sodium de concentration :

-  C0 = 1,0 mmol / L. C1 = 2 mmol / L, C2 = 3 mmol / L, C3 = 4 mmol / L,

-  C4 = 5 mmol / L, C5 = 6 mmol / L, C6 = 7 mmol / L, C7 = 8 mmol / L,

-  C8 = 9 mmol / L, C9 = 10 mmol / L, C10 = 12 mmol / L, C11 = 14 mmol / L

 

 Objectifs :

-   Tracer une courbe d’étalonnage.

-   Le sérum physiologique est une solution aqueuse de chlorure de sodium. Le but de cette manipulation est de déterminer la concentration molaire de ce sérum en utilisant la conductimétrie.

 

I- Protocole expérimental.

1)- Montage.

 

-   Schéma et montage :

 

Attention à la position des sélecteurs avant d'effectuer les mesures.

-   Schématiser et effectuer le montage du conductimètre.

 

2)- Étalonnage du conductimètre.

ManipulationPlonger la cellule dans un bécher contenant de l’eau distillée.

-   Réglage du G.B.F : régler la fréquence sur 500 Hz et la valeur de la tension sur  U = 1,0 V 

(Cette valeur doit être maintenue constante au cours de l’expérience).

-   Mesurer la valeur de l’intensité Ib.

-   Ceci constitue le « blanc ».

-   On quantifie ici la présence d’éventuelles impuretés dans l’eau. 

-   La valeur mesurée devra être systématiquement soustraite des autres valeurs mesurées pour éliminer la contribution de ces impuretés.

II- Les mesures.

1)- Mode opératoire.

ManipulationPlonger successivement la cellule dans les douze solutions d’étalonnage.

-   Pour chaque mesure, vérifier la valeur de la tension (U = 1,0 V) avant de relever la valeur de l’intensité I.

-   Penser à rincer la cellule après chaque mesure puis à éliminer la majeure partie de l’eau de rinçage (papier joseph) sans perturber la cellule.

-   Au début de la mesure suivante, agiter doucement la cellule pour bien homogénéiser.

cellule conductimétrique

Animation CabriJava pour effectuer les mesures

 

 

Reproduire et compléter le tableau suivant :

C   (mmol / L)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

12,0

14,0

I   (mA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G (mS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)- Préparation du sérum pour la mesure.

 

a)- concentration massique de la solution de sérum physiologique : 

-  Relever l’indication que porte le flacon de sérum physiologique acheté en pharmacie.

En déduire la valeur de la concentration molaire CS.

b)- Dilution.

Manipulation Cette solution étant trop concentrée, il faut la diluer 20 fois (9,0 g / L) ou 100 fois. 

-   Proposer un mode opératoire permettant de préparer 100 mL de solution diluée.

-   La préparer et effectuer la mesure.

III- Exploitation des résultats.

Tracer la courbe d’étalonnage représentative de la variation de la conductance G en fonction de la concentration C :

G = f (C).

-  Donner les caractéristiques de la courbe obtenue.

Quelle allure aurait cette courbe si on ne tenait pas compte du « blanc » ?

-  Quelle relation simple existe-t-il entre la concentration et la conductance lorsque l’électrolyte est suffisamment dilué ?

Donner cette relation.

-   Que se passe-t-il lorsque l’électrolyte est trop concentré ?

-   À l’aide de la courbe, déduire la concentration molaire en chlorure de sodium de la solution diluée de sérum physiologique.

-   En déduire la concentration molaire correspondante à la solution commerciale.

La comparer à la valeur CS.

Conclusion.

IV- Application.  

 

Détermination de la concentration d’une solution

L’hypocalcémie, carence de l’organisme en élément calcium,

peut être traitée par injection intraveineuse 

d’une solution de chlorure de calcium (Ca 2+ (aq)  +  2 Cl - (aq)). 

Pour déterminer sa concentration C, on utilise une méthode conductimétrique.

1. On dispose, pour étalonner la cellule conductimétrique,

de solutions étalons Si de concentrations connues Ci.

-  Le tableau suivant fournit les conductances Gi de ces différentes solutions.

Solution Si

S1

S2

S3

S4

S5

Ci (mmol / L)

10,0

7,5

5,0

2,5

1,0

G i (mS)

5,88

4,45

2,97

1,49

0,6

-   Tracer la courbe G = f (C).

2. Le contenu d’une ampoule de solution injectable a été dilué 100 fois.

La mesure de la conductance de la solution diluée,

avec la même cellule conductimétrique et à la même température,

donne : G’ = 2,71 mS.

a. Déterminer la valeur de la concentration C’ de la solution diluée.

b. En déduire la concentration C de la solution injectable.

c. Pourquoi a-t-il été nécessaire de diluer cette solution ?

3. Déterminer l’apport calcique, c’est-à-dire la quantité d’élément calcium,

d’une ampoule de solution injectable de 10,0 mL.