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1ère S – TP de sc-‐physiques n°5 : Loi de Beer-‐Lambert 1
La solution de Dakin est un antiseptique commercial, qui contient différentes espèces chimiques. Sa couleur rose est uniquement due au permanganate de potassium (de formule KMnO4), un puissant oxydant dissout dans la solution.
La concentration de permanganate de potassium dans la solution d’eau de Dakin est-‐elle en accord avec celle indiquée sur la notice ?
Pour répondre à cette problématique nous allons utiliser une méthode de dosage dite par étalonnage en utilisant un spectrophotomètre : Document 1: Méthode de dosage par étalonnage – Loi de Beer-‐Lambert.
Document n°2 : Etiquette de l’eau de Dakin
Document n°3 : absorbance d’une solution de permanganate de potassium en fonction de la longueur d’onde
Matériel à disposition : Solution mère de permanganate de potassium notée S0 de concentration C0(KMnO4) = 1,0 × 10
-‐3 mol.L-‐1 2 burettes graduées de 25 mL. 1 bécher de 100mL, six tubes à essais dans leur porte tubes ; un bécher poubelle, une pipette plastique ; spectrophotomètre de longueur d’onde réglable
Chapitre 4 : Couleur et Concentrations Activité 1: Loi de Beer-Lambert
Pour construire une courbe d’étalonnage, on exploite d’abord le profil spectral de l’absorbance de la solution à étudier. Ainsi, la longueur d’onde choisie pour établir la droite d’étalonnage est celle qui correspond au maximum d’absorption. On préparer ensuite une échelle de teinte dont la concentration minimale et la concentration maximale encadrent la concentration de la solution inconnue. On mesure alors l’absorbance de toutes les solutions connues. On trace la courbe A = f(c). L’absorbance de la solution inconnue (mesurée dans les mêmes conditions) est reportée sur la courbe d’étalonnage. On détermine par lecture graphique la concentration de la solution inconnue.
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1. Elaboration d’un protocole expérimental a) On souhaite préparer une échelle de teinte constituée de six solutions dans six tubes à essais. En utilisant les
règles de dilutions vues en classe de seconde, compléter le tableau ci-‐dessous. Justifier le calcul du volume de solution mère à prélever pour l’une des solutions
Solution S0 S1 S2 S3 S4 S5 Concentration
(mol.L-‐1) 1,0.10-‐3 5,0.10-‐4 3,0.10-‐4 2,0.10-‐4 1,0.10-‐4 0,50.10-‐4
Volume de solution S0(mL) 10 Volume d’eau(mL) 0
Justification du calcul pour la solution S …: …………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
b) Expliquer comment utiliser le matériel mis à disposition pour préparer précisément une de ces solutions filles. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
2. Mise en œuvre du protocole expérimental a) Mettre en œuvre le protocole décrit précédemment et préparer l’échelle de teintes.
b) A quelle longueur d’onde faut-‐il se placer pour mesurer l’absorbances des différentes solutions préparées ?
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c) A l’aide de l’annexe « Utilisation du spectrophotomètre » mesurer l’absorbance des solutions en allant de la
moins concentrée à la plus concentrée. Compléter alors le tableau ci-‐dessous (Utiliser l’onglet Tableau) : Concentration (mol/L)
0 0,50.10-‐4 1,0.10-‐4 2,0.10-‐4 3,0.10-‐4 5,0.10-‐4 1,0.10-‐3 Eau de Dakin
Absorbance de la solution
0(à régler)
d) A l’aide du tableau Excel, ou de l’outil calcul du logiciel, tracer la droite d’étalonnage (à rendre).
Utiliser l’équation de cette droite pour déterminer la concentration de l’eau de Dakin. Comparer cette concentration à celle indiquée sur l’étiquette du Dakin.
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Données :
Masses molaires atomiques : M(K)=39,1 g.mol-‐1 ; M(Mn)=54,9 g.mol-‐1et M(O)=16,0 g.mol-‐1
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Annexe : utilisation du spectrophotomètre
Pour obtenir des mesures répétitives et de bonne qualité, il est nécessaire de procéder à l'introduction des cuves toujours dans le même sens. Placer la flèche repère située sur la cuve comme indiqué sur la sérigraphie, située à proximité du porte-‐échantillon, sur la face supérieure de l'appareil S'assurer de la propreté des cuves utilisées et ne les saisir que par les faces striées afin d'éviter tout dépôt sur les faces lisses traversées par le faisceau lumineux
Utilisation du logiciel
• Choisir l’atelier manuel. • Sélectionner la longueur d’onde à ….nm.
• Indiquer pour la grandeur x : ���son nom : concentration ���son unité : mol.L-‐1 • Faire le blanc, en utilisant une cuve remplie d’eau distillée. • Passer les cuves les unes après les après les autres, en indiquant la valeur de la concentration.
