Dosage par étalonnage - Labolycee

1 Dosage par talonnage 4 Extraits de sujets corrig s du bac S Notions et contenus Comp tences exigibles Contr le de la qualit par Dosage Dosages par talonnage : - spectrophotom trie ; loi de Beer-Lambert ; - conductim trie ; explication qualitative de la loi de Kohlrausch, par analogie avec la loi de Beer-Lambert. Mettre en uvre un protocole exp rimental pour caract riser une esp ce color e. Pratiquer une d marche exp rimentale pour d terminer la concentration d'une esp ce l'aide de courbes d' talonnage en utilisant la spectrophotom trie et la conductim trie, dans le domaine de la sant , de l'environnement ou du contr le de la qualit.

2 R sum en vid o (9 min) Source de l image Les corrig s sont r dig s par les professeurs de l association Labolyc e. Toute reproduction de ces corrig s sans l autorisation de l association est interdite. Ces corrig s sont accessibles gratuitement et sans inscription sur Contacts : ; ; 2005/11 Nouvelle Cal donie EXERCICE II. DEUX ANTISEPTIQUES (6,5 points) Le Lugol est un antiseptique couramment utilis . Les indications port es sur un flacon de solution commerciale sont donn es dans le tableau ci-dessous. Lugol (solution S0) Composition : iodine solution (eau iod e) On se propose dans cet exercice de tracer une courbe d talonnage l aide d un spectrophotom tre afin d utiliser cet appareil pour d terminer le titre de la solution S0 de Lugol.

3 1. Courbe d talonnage du spectrophotom tre On dispose de six solutions aqueuses de diiode de concentrations molaires apport es diff rentes. La mesure de l absorbance A de chaque solution a t r alis e avec un spectrophotom tre UV visible r gl la longueur d onde = 500 nm. Le spectrophotom tre utilis admet une gamme de mesures pour l absorbance de A0 = 0 Amax = 2,00. Parmi les esp ces chimiques pr sentes le diiode est la seule esp ce qui absorbe 500 nm. Les r -sultats obtenus permettent de tracer la courbe d talonnage de la Figure 1 de L ANNEXE RENDRE AVEC LA COPIE.

4 Justifier, partir de la courbe d talonnage, que les grandeurs port es sur le graphe sont li es par une relation de la forme A = k[I2]. On note [I2]max la concentration molaire apport e en diiode au-del de laquelle l absorbance d une solution de diiode n est pas mesurable par le spectrophotom tre utilis ici. D terminer graphiquement la valeur de [I2]max en faisant clairement appara tre la m thode utilis e sur la Figure 1 de L ANNEXE RENDRE AVEC LA COPIE. ACC S LA CORRECTION 2. Titre du Lugol Pour d terminer le titre en diiode du Lugol, il est ici n cessaire de diluer dix fois la solution commer- ciale S0.

5 La solution obtenue est not e S0 . Le mat riel mis disposition est le suivant : - bechers 50 mL, 100 mL, 250 mL ; - pipettes jaug es 5,0 mL, 10,0 mL, 20,0 mL ; - prouvettes gradu es 10 mL, 20 mL, 100 mL ; - fioles jaug es 100,0 mL, 250,0 mL, 500,0 mL. Choisir, sans justification, le mat riel n cessaire pour pr parer S0 . Sans modifier les r glages du spectrophotom tre, on mesure l absorbance de la solution S0 : '0SA= 1,00. D terminer graphiquement sur la Figure 1 de L ANNEXE RENDRE AVEC LA COPIE la concentration molaire apport e en diiode de la solution S0.

6 On fera clairement appara tre la m thode graphique utilis e. En d duire la concentration molaire apport e cL en diiode du Lugol (solution commerciale S0) Pourquoi a-t-il t n cessaire de diluer le Lugol (solution commerciale S0) ? ACC S LA CORRECTION Annexe Bac S Antilles Session de remplacement 2014 EXERCICE I. QUELLE TENEUR EN CUIVRE DANS UNE PI CE DE 5 CENTIMES D EURO ? (5 points) Acc s la correction La pi ce de 5 centimes d euro est compos e d un centre en acier (constitu essentiellement de fer et de carbone) entour de cuivre.

7 Elle a un diam tre de 21,25 mm, une paisseur de 1,67 mm et une masse de 3,93 g. On cherche par une m thode spectrophotom trique d terminer la teneur en cuivre d une telle pi ce. Le cuivre, de masse molaire 63,5 , est un m tal qui peut tre totalement oxyd en ions cuivre (II) par un oxydant puissant tel que l acide nitrique selon la r action d quation : 3 Cu(s) + 8 H+(aq) + 2 NO3-(aq) 3 Cu2+(aq) + 4 H2O(l) + 2 NO(g) Les ions cuivre (II) form s se retrouvent int gralement dissous en solution ; le monoxyde d azote NO est un gaz peu soluble. En pratique, on d pose une pi ce de 5 centimes dans un erlenmeyer de 100 mL, on place cet erlenmeyer sous la hotte et on met en fonctionnement la ventilation.

8 Quip de gants et de lunettes de protection, on verse dans l erlenmeyer 20 mL d une solution d acide nitrique d une concentration environ gale 7 La pi ce est alors assez vite oxyd e et on obtient une solution not e S1. On transf re int gralement cette solution S1 dans une fiole jaug e de 100 mL et on compl te cette derni re avec de l eau distill e jusqu au trait de jauge. On obtient une solution S2 qui contient galement des ions fer (III) provenant de la r action entre l acide nitrique et le fer contenu dans le centre d acier de la pi ce.

9 L absorbance de la solution S2 800 nm est mesur e, elle vaut 0,575. 1. talonnage. D terminer, en argumentant votre r ponse, les couleurs attendues pour une solution d ions cuivre(II) et pour une solution d ions fer (III). Pour quelle raison choisit-on de travailler une longueur d onde de 800 nm ? On fait subir diff rents chantillons de m tal cuivre pur le m me traitement que celui d crit ci-dessus pour la pi ce. On obtient alors des solutions d ions cuivre (II) dont on mesure l absorbance 800 nm. Montrer, en utilisant le document 2 et en compl tant l ANNEXE RENDRE AVEC LA COPIE, que la loi de Beer-Lambert est v rifi e pour ces solutions d ions cuivre (II).

10 2. D termination de la teneur en cuivre dans la pi ce. D terminer la masse de cuivre contenue dans la pi ce de 5 centimes d euro. En d duire la teneur (ou pourcentage massique ) en cuivre dans la pi ce. 3. Incertitude. 10 groupes d l ves ont d termin exp rimentalement la masse de cuivre pr sente dans 10 pi ces de 5 centimes de m me masse. Leurs r sultats sont les suivants : Groupe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Masse de cuivre (mg) 260 270 265 263 264 265 262 261 269 267 D terminer, gr ce aux valeurs trouv es par les l ves, l incertitude largie (pour un niveau de confiance de 95 %) sur la mesure de la masse de cuivre dans une pi ce.