2.TP4 : Détermination d'une concentration en masse
Compétences mises en jeu
• Déterminer la valeur d’une concentration en masse à l’aide d’une gamme d’étalonnage (échelle de teinte ou mesure de masse volumique).
Matériel :
Au bureau
- ☐ Dakin
- ☐ Porte-tubes avec 6 tubes
- ☐ 2 L de permanganate de potassium à 50 mg/L
- ☐ Sucre en poudre
- ☐ Quelques morceaux de sucre
- ☐ Du coca-cola
- ☐ Réserve d'eau distillée
Sur les paillasses des élèves
- ☐ 2 béchers de 200 mL ou 250 mL
- ☐ 3 pipettes jaugées : 5 mL, 10 mL et 20 mL
- ☐ 1 propipette
- ☐ 2 fioles jaugées : 50 mL et 100 mL
- ☐ Porte-tubes avec 6 tubes
- ☐ 1 balance à 0,01g
- ☐ 1 coupelle souple
- ☐ 1 pissette d'eau distillée
- ☐ 1 verre à pied
A] Méthode basée sur la comparaison des colorations
I - Description de la méthode.
Une méthode pour déterminer un encadrement de la concentration d'une espèce chimique colorée en solution consiste :
1) À préparer une série de solutions de concentrations différentes.
2) À comparer la coloration de la solution dont on cherche la concentration aux colorations de l'échelle de teinte.
II - Mise en pratique expérimentale avec le Dakin
1 - Présentation du TP
Le Dakin est un antiseptique qui se présente sous la forme d’une solution aqueuse.
Sa composition est la suivante :
- - hypochlorite de sodium : 1,05 g
- - permanganate de potassium
- - dihydrogénophosphate de sodium dihydraté
- - eau purifiée : q.s.p. 100 ml
La coloration rose du Dakin est due au permanganate de potassium. Cependant, la concentration massique de cette espèce n'est pas précisée.
Le but du TP est de trouver un encadrement de la concentration massique en permanganate de potassium dans le Dakin.
2 - Réalisation de l'échelle de teinte
On dispose d’une solution S0 de permanganate de potassium de concentration massique \(C_0 = \pu{50 mg*L–1}\).
On souhaite préparer les quatre solutions regroupées dans le tableau ci-dessous.
| Solution | S1 | S2 | S3 | S4 |
|---|---|---|---|---|
| Volume de solution S0 à prélever | \(\pu{20 mL}\) | \(\pu{10 mL}\) | \(\pu{5 mL}\) | \(\pu{5 mL}\) |
| Volume de solution préparée | \(\pu{50 mL}\) | \(\pu{50 mL}\) | \(\pu{50 mL}\) | \(\pu{100 mL}\) |
✎ Calculer les concentrations des solutions S1, S2, S3 et S4.
🖑 Préparer ces 4 solutions.
🖑 Transvaser un peu de chacune des solutions dans un tube à essai (au 2/3 du tube) pour avoir une échelle de teinte.
3 - Détermination d'un encadrement de la concentration en permanganate de potassium dans le Dakin
🖑 Verser du Dakin dans un tube à essais.
🖑 Comparer les colorations des solutions.
✎ Donner un encadrement de la concentration de la solution de Dakin.
III - Analyse critique de la méthode
1 Indiquer en quelques phrases si la méthode de détermination de la concentration d'une solution par la méthode de l'échelle de teinte vous semble précise.
2 Proposer quelques pistes pour améliorer la précision de cette méthode.
3 Indiquer dans quel cas la méthode de détermination de la concentration d'une solution par la méthode de l'échelle de teinte est impossible.
B] Méthode basée sur la mesure de la masse volumique
I - Description de la méthode
Une méthode pour déterminer un encadrement de la concentration en masse de sucre dans une solution consiste :
1) À préparer une série de solutions de concentrations différentes.
2) À mesurer la masse volumique de chacune de ces solutions.
3) À mesurer la masse volumique de la solution dont on cherche à encadrer la concentration.
4) À comparer la masse volumique de la solution dont on cherche la concentration aux masses volumiques des solutions préparées.
II - Mise en pratique
1 - Présentation du problème
On peut lire sur internet "Boire 1 verre de 25 cL de soda équivaut à manger 5 morceaux de sucre".
On souhaite vérifier cette affirmation.
2 - Proposition d'une démarche expérimentale
✎ Proposer une démarche expérimentale pour vérifier cette affirmation.
Faites valider cette démarche par le professeur.
3 - Mise en œuvre
🖑 Mettre en œuvre la démarche proposée.
✎ Rédiger un compte rendu avec : la démarche, les résultats expérimentaux, les calculs éventuels et la conclusion.