Galénique Chapitre 1 opérations de mesures

BP S14 - Pharmacie Galénique Chapitre I - Les opérations de mesure en officine

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1 - SYSTÈME INTERNATIONAL DE MESURES 2

2 - NOTION DE MASSE ET DE POIDS 2

2.1 – DÉFINITION DE LA MASSE 3 2.2 – LES UNITÉS DE MASSE 3 2.3 - INCERTITUDE DE MESURES 3

3 - LES BALANCES UTILISÉES EN OFFICINE 3

3.1 – LES DIFFÉRENTS TYPES DE BALANCES 3 3.1.1 – LA BALANCE ROBERVAL : 3 3.1.2 – LE TREBUCHET : 3 3.1.3 – LES BALANCES ELECTRONIQUES : 4 3.2 – LES QUALITÉS DE LA BALANCE 4 3.2.1 – LA JUSTESSE (CAPACITÉ À ÉTABLIR UN ÉQUILIBRE À VIDE ET EN CHARGE) 4 3.2.2 – LA FORCE OU PORTÉE MAXIMALE 4 3.2.3 – LA SENSIBILITÉ (CAPACITÉ À ÉTABLIR UNE MESURE FIABLE POUR DES VALEURS MINIMALES) 4 3.2.4 – LA FIDÉLITÉ (CAPACITÉ À EFFECTUER LES MESURES DE FAÇON REPRODUCTIBLE) 4 3.3 – MANIEMENT DES BALANCES 4 3.4 – RÉGLAGE DES BALANCES , TARE 5 3.4.1 – RÉGLAGE 5 3.4.2 – TARE 5 3.5 – DIFFÉRENTS TYPES DE MESURE DE MASSE 5 3.5.1 – LES « PESÉES » SIMPLES 5 3.5.2 – LA DOUBLE PESÉE DE BORDA 5

4 – LE COMPTE-GOUTTES 6

5 – NOTION DE VOLUME 7

5.1 – DÉFINITION 7 5.2 – LES UNITÉS DE VOLUME 7 5.3 – MESURE DE VOLUMES (OU CAPACITÉS) 7 5.3.1 – LES DIFFÉRENTS INSTRUMENTS OU RÉCIPIENTS 7 5.3.2 – LES INSTRUMENTS DE MESURE 8

6 – MASSE VOLUMIQUE 8

6.1 – DÉFINITION 8 6.2 – LES UNITÉS 8 6.3 - INTÉRÊT 8

7 - DENSITÉ 9

CHAPITRE 1 - LES OPERATIONS DE MESURES EN OFFICINE


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1 - Système international de mesures

Compétences attendues :

- Citer les 5 unités fondamentales du Système International. - Expliquer la différence entre la masse et le poids d'un corps. - Convertir dans l'unité voulue, toutes les masses indiquées. - Présenter la notion d'incertitude. - Identifier les différents modèles de balance utilisées en officine. - Citer et expliquer les qualités essentielles d'une balance. - Lire et écrire tous les nombres en chiffres romains. - Citer les règles régissant la mesure d'un médicament en gouttes. - Convertir tout volume et toute capacité dans l'unité demandée. - Citer les instruments de mesure en volume d'usage courant en officine. - Convertir une masse en volume et un volume en masse. - Distinguer densité et masse volumique. - Déterminer la masse volumique d'un liquide ou d'un solide.

Les 5 principales grandeurs fondamentales et leurs unités :

Grandeur Symbole Nom de l’unité Symbole de l’unité

Longueur l mètre m

Masse m kilogramme kg

Temps t seconde s

Intensité électrique I ampère A

Température T kelvin K

2 - Notion de masse et de poids Un médicament est un produit quantifiable (sa teneur en P-A ou en excipient doit être définie). On le quantifie le plus couramment par l'intermédiaire de sa masse ou de son poids. Le poids c'est le résultat de l'action de la pesanteur sur un corps. Le poids d'un objet est déterminé par la masse de l'objet selon la formule suivante :

P = m x g unités S.I. N kg

L'unité de poids est le newton. g est l’intensité de la pesanteur.


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2.1 – Définition de la masse La masse d'un objet représente la quantité de matière qu'elle contient; elle reste invariable lorsqu'on déplace le corps.

Déterminer la masse d'un corps, c'est la comparer avec les masses étalonnées.

Conclusion ; Le poids est le résultat de l’action de la pesanteur sur un corps, il est donc variable. Alors que la masse représente la quantité de matière contenue dans un corps, elle est donc invariable. 2.2 – Les unités de masse La comparaison de masse s'effectue avec une balance . L'unité internationale de masse est le KILOGRAMME (kg). (le kg étalon en platine irridié est entreposé en France au pavillon de Breteuil, à Sèvres dans les Hauts de Seine). Le kg, c'est aussi la masse d'un litre d'eau (H2O) à température : 4°C. Sous multiples utilisés en pharmacie : Le gramme : (g) = la millième partie du kg. Le décigramme : (dg) = 0.1g = 10-1 g Le centigramme : (cg) = 0.01g = 10-2 g Le milligramme : (mg) = 0.001g = 10-3 g Le microgramme : (µg) = 0.000001g = 10-6 g Remarques : les masses étalons utilisées en officine (masses en laiton ou masses-lamelles en aluminium) doivent subir un contrôle régulier du service des poids et mesures (attestation ou poinçon dudit service). Avant l'utilisation des masses marquées sur les balances, il faut s'assurer de leur valeur par la lecture de l'unité de masse qu'elle détermine réellement. Il faut impérativement éviter tout geste routinier, les masses marquées sont réalisées dans des alliages différents, avec des formes différentes, d'où des possibilités de confusions. 2.3 - Incertitude de mesures Tous les appareils de mesure n’ont pas la même capacité à mesurer précisément tous types d’unités de masse : il conviendra de choisir le matériel de mesure adapté à la précision souhaitée, pour minimiser le risque d’incertitude.

3 - Les balances utilisées en officine 3.1 – Les différents types de balances

3.1.1 – La balance ROBERVAL :

balance à 2 plateaux reliés par un fléau (parallélogramme déformable).

3.1.2 – Le TREBUCHET :

balance de précision à 2 plateaux suspendus.


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3.1.3 – Les BALANCES ELECTRONIQUES :

balances de précision à capteurs et à affichage numérique. 3.2 – Les qualités de la balance

3.2.1 – La justesse (capacité à établir un équilibr e à vide et en charge)

une balance est juste : - si elle est en équilibre à vide - si son équilibre n'est pas modifié par le positionnement de masses égales sur les 2 plateaux.

Remarque : si la balance est juste, les opérations de mesure sont simplifiées, mais il est possible d'effectuer des mesures justes avec une balance qui ne l'est pas.

3.2.2 – La force ou portée maximale

Se définit comme la masse la plus élevée qu'il est possible de mesurer sans détériorer l'instrument (plateaux ou couteaux sur les balances mécaniques, capteurs pour les balances électroniques).

Remarque 1 : pour les balances à 2 plateaux, il s'agit du total appliqué aux 2 plateaux. Remarque 2 : la force est toujours mentionnée en clair sur l'instrument de mesure : exemple : force = 200 g pour un trébuchet, signifie qu'il est possible de disposer jusqu'à 100 g sur chaque plateau, c'est-à-dire de mesurer au maximum une masse de 100 g sur ce trébuchet. Toute mesure au-delà de cette valeur serait incorrecte, mais de plus, endommagerait l'instrument de mesure.

3.2.3 – La sensibilité (capacité à établir une mesu re fiable pour des valeurs minimales) Se définit comme la charge minimale capable d'être déterminée de manière fiable par la balance. Plus ce chiffre est réduit, plus la balance est "sensible". Il faudra tenir compte de cette sensibilité pour apprécier avec quelle marge d'erreur on effectue la mesure :

Une mesure de 1 g sur une balance sensible au centi gramme est donc faite avec une marge d'environ 1% (acceptable). Une mesure de 0.1 g sur cette même balance est fait e avec une marge d'environ 10%, ce qui n'est pas acceptable dans le cas d'un produit très actif ou t rès toxique. On notera que sur la plupart des balances, la sensibilité limite la portée maximale (et inversement).

3.2.4 – La fidélité (capacité à effectuer les mesur es de façon reproductible) La fidélité d'une balance est sa capacité à effectuer les mesures de façon reproductible.

C'est la qualité essentielle d'une balance, toute b alance non fidèle est à rejeter.

3.3 – Maniement des balances

- Choisir le matériel adapté à la mesure. - Vérifier son bon fonctionnement. - Protéger la surface de mesure à l'aide de papier et effectuer une tare soigneuse du papier et de tout

récipient dans lequel on fait la mesure. - Débarrasser le plus rapidement possible la balance (y compris les papiers de protection). - Utiliser une pince pour les lamelles ou les masses marquées de petite taille. - Manipuler avec soin ces instruments fragiles et coûteux.


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3.4 – Réglage des balances, tare

3.4.1 – Réglage

- Le bon réglage de la balance est la garantie d’une mesure fiable. - Le réglage d’une balance consiste soit à une mise à zéro de l’instrument de mesure dans le cas des

balances à affichage. - Le réglage des balances consiste en une mise à l’équilibre à vide pour une balance à 2 plateaux, mais

aussi au positionnement des masses de référence nécessaires à la mesure. 3.4.2 – Tare La tare d’une balance consiste à la remise à zéro (ou à l’équilibre) au cours d’une succession de mesures ou manipulations. (mesures incluant des récipients, mesures successives).

3.5 – Différents types de mesure de masse

3.5.1 – Les « pesées » simples

- disposer les masses étalonnées correspondant à la quantité à mesurer (réglage de la balance ) - rétablir l’équilibre avec la substance… la mesure est faite. Sur les balances électroniques, la manipulation est encore plus simple.

3.5.2 – La double pesée de Borda

Intéressante, elle permet, sur des balances classiques, de faire une « pesée » extractive dans le flacon contenant la substance.

Ce type de mesure « extractive » est faisable encore plus simplement sur une balance électronique, celle-ci étant capable d’afficher directement la valeur du prélèvement (affichage en négatif).


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4 – Le compte-gouttes Le compte-gouttes est un instrument de mesure de précision utilisé pour déterminer de petites quantités de liquides définis. Il doit s'utiliser dans des conditions définies :

Ce compte-gouttes calibré va déterminer pour des substances liquides définies une goutte de taille (donc de masse) constante en fonction de la viscosité du liquide. Ce qui permet d'établir des tables de correspondance entre une masse de référence (le gramme) et le nombre de gouttes. Exemple : - l'eau : 20 gouttes / g - l'éthanol 90% : 61 gouttes / g La "goutte" n'est pas une unité de mesure officielle. Elle est cependant utilisée dans différents ouvrages, et, en tant que dose d'administration de médicaments, apparaît sur les prescriptions médicales ou les formules. Pour éviter toute confusion (de rédaction et de lec ture) avec le gramme, on veillera à écrire le mot g outte en toutes lettres, et exprimer ce nombre de gouttes en chiffres romains. Rappel : expression en chiffres romains - M mille - D cinq cents - C cent - L cinquante - X dix - V cinq - I un Règles qui régissent la lecture et l’écriture en ch iffres romains : Les autres chiffres sont formés à partir des règles suivantes :

- tous les signes semblables placés côte à côte (avec un maximum de 3) s’ajoutent : CC = 200 - tout signe placé à la droite d’une autre valeur supérieure s’ajoute : XIII = 13 - tout signe (inférieur) placé à la gauche d’une autre valeur supérieure se retranche : XL = 40


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5 – Notion de volume 5.1 – Définition Le volume d'un corps représente l'espace qu'il occupe dans des conditions définies (*). (*) Les paramètres sont la température et la pression. Exemple :

- Le volume est modifié par les conditions de pression (compression d'un gaz).

- Le volume est modifié par les conditions de température (dilatation des corps, changements d'état des corps).

5.2 – Les unités de volume �� Unité internationale : le mètre-cube (m 3) Les ouvrages officiels expriment généralement les volumes en m3, cependant l'usage courant nous permet parfois d'exprimer les volumes en sous-multiples du m3. Le décimètre-cube (dm3) = 0.001 m3. Le centimètre-cube (cm3) = 0.000001 m3 = 0.001 dm3. �� Unité usuelle : le litre (l) Le litre est plutôt une unité de capacité , c'est cependant l'unité de référence pour la mesure de volumes dans la Pharmacopée Française. 1 litre correspond à : 1 dm3 soit 1000 cm3 soit 0.001 m3. �� Sous-multiples du litre Le décilitre (dl) = 0.1 litre � 100 cm3. Le centilitre (cl) = 0.01 litre � 10 cm3. Le millilitre (ml) = 0.001 litre � 1 cm3 = 0.000001 m3 = 10-6 m3. 5.3 – Mesure de volumes (ou capacités) La mesure des volumes s'effectue à l'aide de récipients jaugés. Différents récipients jaugés sont utilisés en pharmacie, parfois véritables instruments de mesure, parfois simples flacons de conditionnements ou d'administration, la jauge de ces différents récipients est plus ou moins précise.

5.3.1 – Les différents instruments ou récipients

� Les flacons ordinaires : en verre, en matière plastique, ronds ou carrés, large ouverture ou non, ils servent au conditionnement des substances ou formes pharmaceutiques. La précision de jauge est approximative, mais il est souhaitable, lorsque l'on exécute une préparation de vérifier la jauge. Leur contenance est variable : 15 ml à 1000 ml. � Les cuillères : encore assez utilisées aujourd'hui :

Cuillère à café : 5 ml Cuillère à dessert 10 ml Cuillère à soupe 15 ml.

De précision moyenne, ces instruments domestiques sont de capacités très aléatoires.


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� Les verres : peu utilisés aujourd'hui :

Verre à liqueur 30 ml Verre à porto 50 ml Verre à Bordeaux 70 ml Verre ordinaire 150 ml.

5.3.2 – Les instruments de mesure

� Les éprouvettes graduées : en verre ou matière plastique, de contenance variable (5 ml à 2000 ml). Leur précision est correcte (en rapport avec leur taille). � Les pipettes graduées : en verre ou plastique, comportant des graduations pouvant aller jusqu'au 1/10 de ml, on doit les utiliser pour toute mesure de volume inférieure à 5 ml.

Remarque : la lecture (visuelle) dans les récipients jaugés doit se faire avec soin en tenant compte des phénomènes de parallaxe, et de ménisques (concaves ou convexes). Définition d’une jauge : c’est l’indication du niveau lorsqu’un instrument de mesure ou un récipient ne porte qu’une seule graduation donnant ainsi une valeur fixe on dit qu’ils sont jaugés.

6 – Masse volumique 6.1 – Définition La masse m et le volume v d'un corps ou d'une substance homogène sont deux grandeurs proportionnelles :

m = ρ x v

Ce coefficient de proportionnalité ρ représente la masse d'une unité de volume de la substance, µ est la masse

volumique.

ρ = v

m

Le volume étant soumis aux conditions de température et de pression, on donnera la masse volumique ρ dans

des conditions de température et pression définies. 6.2 – Les unités L'unité internationale est le kg.m-3. En officine ρ est plus souvent exprimé en g.cm-3. Il faut éviter l'écriture g / cm3 ou kg / m3.

6.3 - Intérêt La formule de base de la masse volumique sera déclinée selon que l'on recherche le volume alors que l'on connaît la masse, ou que l'on recherche la masse connaissant le volume.

m = ρ x v

v =

ρm

On veillera lors de ces calculs à utiliser des unités cohérentes d'emblée afin de faciliter les calculs.


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Remarque : on rappelle que 1 litre d'eau (H2O) à 4°C possède une masse de 1 kg donc ρ de l'eau est égal à 1000 kg.m-3.

7 - Densité Définition : La densité d'un corps est le rapport entre la masse volumique de ce corps et la masse volumique d'une substance de référence (en général, l'eau pour les solides ou liquides, l'air pour les gaz). Exemple : pour un solide en prenant l'eau en référence

eaulde

cesubsladecesubsuneddensité

'tan

tan'ρ

ρ=

OH

ssd

2ρρ

=

La densité s'exprime sans unité. Exemple : Pour la glycérine

26,1.1

.26,13

3

2

==ρ

ρ=

−

−

cmg

cmgd

OH

glycérineglycérine

Conclusion : la masse volumique est le rapport entre la masse d’un corps et son volume alors que la densité est le rapport entre la masse volumique d’un corps et la masse volumique d’un corps de référence.

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