🙋🏻 Problématique
L'eau de Dakin est un liquide antiseptique utilisé pour le lavage des plaies et des muqueuses. Sa couleur rose est due aux ions permanganate présents en solution aqueuse.
On se propose de vérifier la teneur en permanganate de potassium figurant sur l'étiquette du flacon.
📜 Principe d'un dosage par étalonnage⚓
Définition :
Le dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration molaire \(C_x\), d'une espèce chimique en solution \(S_x\), en comparant une grandeur physique de la solution avec la même grandeur physique mesurée pour des solutions étalons \(S_i\) de concentrations molaires \(C_i\) connues.
La grandeur physique mesurée peut être l'absorbance \(A\) d'une solution colorée, la conductivité \(\sigma\) d'une solution ionique, etc...
🔧 Spectrophotométrie⚓
💡 Lumière blanche⚓
Définition :
La lumière blanche contient toutes les radiations visibles : les couleurs s'étendent du violet au rouge.
Couleur des radiations lumineuses | Violet | Bleu | Vert | Jaune | Orange | Rouge |
|---|---|---|---|---|---|---|
Longueur d'onde \(\lambda \ \left( \mathbf{nm} \right)\) | 400 - 446 | 446 - 500 | 500 - 578 | 578 - 592 | 592 - 620 | 620 - 700 |
🎨 Solution colorées⚓
Définition :
Une solution est colorée si elle absorbe une partie des radiations de la lumière blanche. La couleur perçue correspond aux radiations complémentaires de celles qui ont été absorbées.
Longueur d'onde des photons absorbés\(\; \left( \mathbf{nm} \right)\) | Radiation absorbée | Radiation perçue |
|---|---|---|
400 - 446 | Violet | Vert |
446 - 500 | Bleu | Jaune |
500 - 578 | Bleu-Vert | Rouge |
578 - 592 | Jaune | Bleu |
592 - 620 | Orange | Vert-bleu (cyan) |
620 - 700 | Rouge | Vert-bleu (cyan) |
🔎 Recherche du maximum d'absorption⚓
Méthode :
Tracer le spectre d'absorption \(A = f \left( \lambda \right)\) de la solution contenant l'espèce chimique à doser.
Déterminer la longueur d'onde \(\lambda_\textsf{max}\) pour laquelle l'absorption est maximale.
\(A_\textsf{max}\) est la longueur d'onde sélectionnée pour réaliser le dosage.
🧪 Dosage spectrophotométrique⚓
Méthode :
Un dosage par étalonnage utilisant la spectrophotométrie permet la détermination d'une concentration \(C_x\) d'un soluté coloré en solution aqueuse à partir d'une droite d'étalonnage. On mesure à l'aide d'un spectrophotomètre l'absorbance \(A_i\) de plusieurs solutions contenant ce même soluté de concentrations \(C_i\) puis on trace la courbe \(A_i = f \left( C_i\right)\). On obtient une droite dite « d'étalonnage ».
On mesure la valeur de l'absorbance \(A_x\) de la solution \(S_x\) puis on la reporte sur le graphique. L'abscisse du point correspondant sur la droite d'étalonnage correspond à la concentration \(C_x\)du soluté.
Complément : Document n°1 : : Étiquette d'un flacon d'Eau de Dakin
🥼 Expérience : Réalisation de l'échelle de teinte⚓
🧪 Préparation des solution par dilution
Question⚓
Q1. À partir d'une solution mère \(S_0\) de permanganate de potassium \(\left( \ce{K+ + MnO4-}\right)\) à la concentration \(C = 1,00\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol \cdot L^{-1}}\), préparer une échelle de teintes constituée de 5 solutions \(S_i\), de concentration molaire \(C_i\).
N° Fiole | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
\(\mathbf{C_i \; \; \left( \times 10^{-4} \ \mathrm{mol \cdot L^{-1}} \right)}\) | 0,400 | 0,500 | 1,00 | 1,25 | 2,00 |
Facteur dilution | 25 | 20 | 10 | 8 | 5 |
📈 Spectre d'absorption du permenganate de potassium
📏 Mesures des absorbances des solutions préparées
Question⚓
Q3. Mesurer l'absorbance \(A_i\) de chacune des solutions de concentration \(C_i\) dans les conditions expérimentales déduites de la question 2 et les placer dans un tableau de valeurs avec les concentrations de ces solutions.
Solution⚓
Q3.
N° Fiole | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
\(\mathbf{C_i \; \; \left( \times 10^{-4} \ \mathrm{mol \cdot L^{-1}} \right)}\) | 0,500 | 0,625 | 1,00 | 1,25 | 2,00 |
Facteur dilution | 100 | 80 | 50 | 40 | 25 |
Absorbance \(\mathbf{A}\) | \(\rule{0pt}{3ex} ...... \rule[-2ex]{0pt}{2ex}\) | \(\rule{0pt}{3ex} ...... \rule[-2ex]{0pt}{2ex}\) | \(\rule{0pt}{3ex} ...... \rule[-2ex]{0pt}{2ex}\) | \(\rule{0pt}{3ex} ...... \rule[-2ex]{0pt}{2ex}\) | \(\rule{0pt}{3ex} ...... \rule[-2ex]{0pt}{2ex}\) |