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Méthodes d'analyse physique
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DS N° 01 : Sirop de menthe glacial (35 min). DS N° 02 : Sol truffier (15 min) Préparation à l'ECE : Le sérum physiologique |
QCM |
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Méthodes
d’analyse physique
Les dosages par
étalonnage
La détermination
d’une quantité de gaz
La spectroscopie
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| DS N° 02 : Sol
truffier (15 min) : Le pourcentage massique en carbonate de calcium CaCO3 (s) d’un sol truffier doit être compris entre 20 % et 60 %. Pour déterminer ce pourcentage massique en
carbonate de calcium d’un sol, on utilise un dispositif expérimental ci-dessous.
Un échantillon de masse m = 1,2 g de sol à analyser est placé
dans un erlenmeyer. On y introduit de l’acide chlorhydrique H3O+
(aq) + Cl– (aq) en excès. Une transformation a lieu, modélisée par la réaction d’équation : CaCO3 (s) + 2 H3O+
(aq) → Ca2+ (aq) + CO2 (g) + 3 H2O
(ℓ) Dans l’éprouvette graduée , remplie préalablement d’eau, on recueille un volume V = 72 mL de gaz - à la pression P = 1015 hPa et - à la température θ
= 20 ° C. 1.
Expliquer pourquoi l’acide chlorhydrique doit
être introduit en excès. 2.
Le sol analysé est-il favorable à la culture de
la truffe ?
-
Données :
-
R = 8,314 Pa . m3 .mol–1
. K–1
-
T (K) ≈ 273 +
θ ° C
-
M
(CaCO3) = 100,1 g
. mol–1 |
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DS N° 01 :
Sirop de menthe glacial (35 min) : 1.
Spectres IR de la menthone et du menthol.
-
Le spectre IR
(a) :
- Le spectre (a) montre, entre autres, une bande fine et forte entre 1600 cm–1 et 1800 cm–1.
-
Cette bande est associée à la liaison C = O
-
Le spectre (a) correspond à la menthone qui possède
une fonction cétone.
-
Spectre IR
(b) :
-
Le spectre
(b) montre, entre autres, une bande large et forte entre 3200 cm–1
et 3400 cm–1.
-
Cette bande est associée à la liaison – O – H
d’un alcool.
-
Le spectre (b) correspond au menthol qui possède une
fonction alcool.
2.
Couleur du sirop de menthe glaciale à partir de
son spectre d’absorption.
-
La solution de sirop de menthe absorbe
principalement dans le rouge (et orange).
-
La couleur complémentaire se situe dans le cyan
(vert + bleu).
-
En lumière blanche, la solution de menthe glaciale
paraît cyan (bleu clair).
3.
Concentration en colorant E133 en exploitant la
loi de Beer-Lambert.
-
Tableau de valeurs :
- Graphe A = f (C) :
- Les points sont sensiblement alignés.
-
La courbe obtenue est une portion de droite qui
passe par l’origine.
-
On peut tracer la droite moyenne et déterminer sont
équation.
-
Exploitation avec le tableur Excel :
-
Résultat mathématique :
-
y ≈ 0,035 × x
-
type :
y = a × x
-
Traduction physique :
-
A = a × C
-
A ≈ 0,035 × C (mg
. L–1) (avec deux chiffres significatifs)
-
Méthode avec l’équation de la droite :
-
Dans les mêmes conditions, l’absorbance d’un sirop
de menthe glaciale dilué 5 fois à 0,29.
-
L’absorbance de la solution diluée S
-
AS
= 0,29.
-
Concentration de la solution diluée :
-
-
Concentration
C en E133 du sirop de menthe glaciale :
-
C = 5
CS
-
-
Exploitation graphique :
-
- CS ≈ 8,3 mg . L–1-
Concentration C en E133 du sirop de menthe glaciale : -
C = 5 CS -
C ≈ 5 × 8,3 -
C ≈ 41,5 mg . L–1 -
C ≈ 42 mg . L–1
4.
La DJA du colorant E133 :
-
Masse du colorant E133 qu’une personne peut
consommer quotidiennement sans risque pour sa santé.
-
La DJA du colorant est de 6,0 mg par kilogramme de
masse corporelle.
-
Si l’adolescent consomme 1,0 L de sirop de menthe,
il absorbe 41 mg de colorant E133.
-
Pour un adolescent de 40 kg, il peut consommer 1,0 L
de sirop de menthe sans risque pour sa santé.
-
Toutefois :
Et boire de l’eau !!!
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| DS N° 02 : Sol truffier (15 min) :
1.
L’acide chlorhydrique doit être introduit en
excès.
-
L’acide chlorhydrique étant introduit en
excès, le carbonate de calcium est le réactif limitant.
-
Ainsi en fin d’expérience, on est sûr que
tout le carbonate de calcium présent dans la masse de sol analysée a
réagi.
-
Tableau d’avancement :
-
Comme la réaction est totale : xf
= xmax = n1
-
n
(CO2) = xmax
= n1 2.
Pourcentage massique en carbonate de calcium
CaCO3 (s) du sol.
-
Les différentes données : - Dans l’éprouvette graduée , remplie préalablement d’eau, on recueille un volume V = 72 mL de gaz - à la pression P = 1015 hPa et
- à la température θ
= 20 ° C.
-
Un échantillon de sol de masse
m = 1,2 g.
-
R = 8,314 Pa . m3 .mol–1
. K–1
-
T (K) ≈ 273 +
θ ° C
-
On utilise l’équation d’état des gaz
parfaits pour calculer la quantité de matière
n (CO2)
de dioxyde de carbone recueilli au cours de l’analyse :
-
Équation d’état du gaz parfait :
-
Quantité de matière
n (CO2) de
dioxyde de carbone recueilli au cours de l’analyse :
-
-
Quantité de matière de carbonate de
calcium ayant réagi : - n (CaCO3)
= xmax = n1 =
n (CO2)
-
Masse de carbonate de calcium ayant
réagi :
-
m
(CaCO3) =
n (CaCO3)
. M (CaCO3)
-
m
(CaCO3) =
n (CO2)
. M (CaCO3)
-
m
(CaCO3) ≈ 3,0 × 10–3
× 100,1
-
m
(CaCO3) ≈ 0,30 g
-
Pourcentage massique en carbonate de
calcium CaCO3 (s)
du sol :
-
-
Le sol analysé est favorable à la culture
de la truffe : 20 % < p < 60
% |
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