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Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Boldura Oana-Maria, Ahmadi Mirela, Tulcan Camelia MANUEL DE TRAVAUX PRATIQUES DE CHIMIE 1 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques CONTENU : CHAPITRE I RÈGLE...

Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Boldura Oana-Maria, Ahmadi Mirela, Tulcan Camelia MANUEL DE TRAVAUX PRATIQUES DE CHIMIE 1 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques CONTENU : CHAPITRE I RÈGLEMENT INTÉRIEUR DE SANTÉ ET DE SÉCURITÉ DU TRAVAIL EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET BIOCHIMIE CLINIQUE………………………………………. 3 1.1 SANTÉ ET SÉCURITÉ DU TRAVAIL……………………………………………………………. 3 1.2 STOCKAGE ET MANIPULATION DE PRODUITS CHIMIQUES DANS LE LABORATOIRE DE CHIMIE ET DE BIOCHIMIE ……………………………………………….. 4 1.3 OPÉRATIONS AVEC VERRERIE, REACTIFS ET USTENSILES DE LABORATOIRE 5 1.4 RÈGLEMENT RELATIF AU MATERIEL DE MANIPULATION EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET BIOCHIMIE………………………………………………………………………………. 7 1.5 MANIPULATION ET CONSERVATION BIOLOGIQUE ET ANALYSE DE L’ECHANTILLON……………………………………………………………………………………….. 8 1.6 SÉCURITÉ AU TRAVAIL - PRÉVENTION ET LUTTE CONTRE LES INCENDIES……. 9 1.7 PRÉVENTION DES INCENDIES ET MESURES DE LOCALISATION…………………… 9 1.8 BLESSURES - MESURES DE PROTECTION ET SÉCURITÉ……………………………… 10 1.9 RÈGLEMENT GÉNÉRAL EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET DE BIOCHIMIE……… 13 CHAPITRE II CONCEPTS D'ANALYSE CHIMIQUE ET BIOCHIMIQUE……………………………………… 15 2.1. DÉFINITION ET CLASSIFICATION DES METHODES D'ANALYSE ET DE SEPARATION CHIMIQUE ET BIOCHIMIQUE…………………………………………………… 15 2.1.1. L’analise chimique – général………………………………………………………………… 17 2.1.2. L'equipement et les ustensiles utilise dans l'analyse chimique volumetrique……….. 17 2.2. LES SOLUTIONS…………………………………………………………………………………… 20 2.2.1. Les quantites utilisees pour preparer des solutions………………………………………. 20 2.2.2. Preparation des solutions………………………………………………………………………. 24 2.2.3. L'expression de la concentration de la solution…………………………………………… 24 2.2.4. Solutions titrees. Facteur et Normalite……………………………………………………….. 30 CHAPITRE III METHODES VOLUMETRIQUES D’ANALISE CHIMIQUE……………………………………. 33 3.1 METHODES VOLUMETRIQUES BASES SUR DES REACTIONS DE NEUTRALISATION……………………………………………………………………………………… 33 3.1.1. L’alcalimetrie……………………………………………………………………………………. 33 3.1.2. L’acidimetrie……………………………………………………………………………………… 36 3.1.3. Le dosage de l'acide acetique………………………………………………………………… 38 3.2. MÉTHODES VOLUMÉTRIQUES BASÉES SUR RÉACTIONS D'OXIDO-RÉDUCTION. 40 3.2.1. La manganometrie……………………………………………………………………………….. 40 3.2.2. L’iodometrie………………………………………………………………………………………. 43 3.3 MÉTHODES VOLUMÉTRIQUES BASÉES SUR DES RÉACTIONS AVEC FORMATION DES LES COMPLEXES (COMPLEXOMETRIE OU CHELATOMETRIE)……………………. 46 3.3.1. Determination du titre et du facteur d'une solution de complexon III………………… 47 CHAPITRE IV METHODES PHYSIQUES ET CHIMIQUES D'ANALYSE BIOCHIMIQUE…………………. 49 4.1. LA SIGNIFICATION DU PH – GENERALITES……………………………………………… 49 4.1.1. Determination du pHavec du papier indicateur………………………………………….. 50 4.1.2. Methode de determination du pH potentiometrique……………………………………… 51 4.2. LES SYSTEMES TAMPONS………………………………………………………………………. 53 CHAPITRE V L’ANALYSE CHIMIQUE DES PRINCIPAUX GROUPES DE BIOMOLECULES……………. 58 4.1. LES PROTÉINES…………………………………………………………………………………… 58 4.1.1. Réactions de couleur…………………………………………………………………………… 58 2 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 4.1.2. Réactions de précipitation………………………………………………………………………. 61 4.1.2.1. Réactions de précipitation réversibles…………………………………………………… 61 4.1.2.2. Réactions de précipitation irréversibles………………………………………………….. 63 4.2. LES GLUCIDES……………………………………………………………………………………. 67 4.2.1. Réactions de solubilité………………………………………………………………………….. 67 4.2.2. Réactions de couleur…………………………………………………………………………… 68 4.2.3. Réactions d'oxydoréduction…………………………………………………………………… 71 4.2.4. Réactions spécifiques pour diglucides……………………………………………………….. 75 4.2.3. Réactions spécifiques pour les polyglucides…………………………………………………. 79 4.3. LES LIPIDES……………………………………………………………………………………….. 82 4.3.1. Réactions spécifiques des glycérides (acylglycérols)……………………………………. 83 4.3.2. Réactions spécifiques pour stérides………………………………………………………….. 85 Exemples de questions pour l'examen de travaux pratiques ………………………………….. 87 3 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques CHAPITRE I RÈGLEMENT INTÉRIEUR DE SANTÉ ET DE SÉCURITÉ DU TRAVAIL EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET BIOCHIMIE CLINIQUE Les laboratoires de chimie et de biochimie, ainsi que les disciplines de biochimie et de biologie moléculaire sont destinés à l'enseignement, à la science et / ou à l’application d’activités (clinique, médical, pharmaceutique, etc.). Dans ces laboratoires sont effectués une variété de professions nécessitant des substances, de la verrerie et des ustensiles, des équipements et des installations adaptées à leurs objectifs. Les conditions variées pour l'exécution de certaines activités et l'utilisation de substances chimiques dangereuses (inflammables, explosives ou toxiques) exigent de prendre diverses mesures pour éviter les accidents. Les accidents de toute nature peuvent être évités si les conditions de travail prévues dans les méthodes de travail sont strictement respectées. A cet effet, il existe des règles générales de nature législative sur la sécurité et la santé au travail, qui doivent être connues de ceux qui travaillent dans les laboratoires. Le travail des étudiants en laboratoire commence par un briefing sur les normes sur la santé et la sécurité au travail. Cette formation est conforme à la décision du Gouvernement no. 1425 de 11.10.2006 pour l'approbation des Normes méthodologiques pour l'application de la loi de la sécurité du travail et de la santé, no. 319/2006 publié au Journal Officiel de la Roumanie, Partie I, no. 882 de 30.10.2006. La formation est suivie par la vérification des connaissances dans ce domaine et la mise en place d'une formation collective où les étudiants signeront qu'ils sont informés des concepts législatifs à appliquer et s’engagent à respecter ces règles générales et spécifiques pour le laboratoire, présentées lors de la première séance. 1.1 SANTÉ ET SÉCURITÉ DU TRAVAIL Les règles pour la santé et la sécurité concernent la sécurité des personnes qui exerce des activités dans les secteurs qui peuvent nuire à la santé. Ces règles comprennent des mesures concernant le stockage et la manipulation des substances, les opérations avec la verrerie, les ustensiles et le matériel de laboratoire, la manipulation et la conservation des produits biologiques, et ainsi que les échantillons destinés aux d'analyse. 4 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1.2. STOCKAGE ET MANIPULATION DE PRODUITS CHIMIQUES DANS LE LABORATOIRE DE CHIMIE ET DE BIOCHIMIE Le stockage et la manipulation des produits chimiques concernent la nature et la spécificité de ces produits chimiques et se fondent sur des normes spécifiques pour la biochimie clinique et les laboratoires d'analyses physico-chimiques. Les produits chimiques corrosifs (Ex : alcalin NaOH, KOH, les acides concentrés: HNO3, H2SO4, HCl, CCl3COOH, HBr, etc., et d'autres substances NH3, AgNO3, N2O2, Br 2, etc.) et également des substances volatiles et inflammables (Ex : des peroxydes, nitro composés, les éthers, etc.) ne sont pas conservés à l'intérieur du laboratoire. Pour ces substances, l’espace de stockage doit posséder une fenêtre de ventilation spécifique. A côté est présenté le symbole standard de l'Union européenne utilisé pour les substances corrosives. Les bouteilles de gaz liquéfiées (Oxygène, acétylène, etc.) sont également conservés dans une zone spécifique, à l'abri de la chaleur et avec une éventuelle ventilation. En outre, l’ancrage dans le mur est réalisé grâce à des pinces métalliques. Les produits chimiques avec une action toxique forte (Ex : Hg, Pb, H2S, P, CO, CH, OH, etc.) sont conservés dans des armoires verrouillées, et les substances corrosives et toxiques sont manipulées avec circonspection, en portant une blouse de laboratoire et l'équipement de protection (blouse de laboratoire, lunettes, gants, etc.). En outre, pour ces produits chimiques, l’Union européenne a proposé un symbole pour avertir les gens qui entrent en contact avec ces substances, sur le degré de toxicité et les risques. Les substances explosives (Ex : des peroxydes, des composés nitro, le chlore, les perchlorates, etc.) seront manipulées avec prudence en évitant les chocs et la proximité de sources de chaleur. Le symbole proposé par l'Union européenne pour avertir sur les substances explosives est présenté ci-dessous. Les substances produisant des gaz ou des vapeurs en contact avec l'air (Ex : des solvants organiques, etc.) ne seront pas déversées dans les évacuations. Il faut les recueillir dans des conteneurs appropriés et doivent être tenus à l'écart des sources de chaleur ouvertes (brûleur à gaz, des étincelles électriques, allumettes, etc.). 5 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Les substances photosensibles sont manipulées dans les appareils ou dans de la verrerie recouverte d'une feuille d'aluminium, de papier ou dans les chambres noires. Quand la substance est réalisée, la conserver dans des bouteilles brunes. Le remplissage de grands volumes de liquides dans des récipients est effectué à l’aide de pipettes en verre munies d’une poire en caoutchouc. Les substances qui réagissent violemment avec l'eau sont transférées uniquement dans des récipients secs et résistants à la chaleur. Dans le cas de l'acide sulfurique (H2SO4), la dilution de l'acide concentré est obtenue en le versant dans la phase aqueuse et en effectuant un refroidissement continu sur l’extérieur de ballon avec de l'eau froide du robinet. Ne pas verser de l'eau dans l'acide sulfurique, car il y a risque de projection en raison de la forte réaction exothermique et violente. Pour des substances inconnues on procèdera à leur identification, ou destruction. Évitez absolument le contrôle organoleptique (goût, odeur). 1.3 OPÉRATIONS AVEC VERRERIE, REACTIFS ET USTENSILES DE LABORATOIRE Dans le laboratoire, les réactifs de chimie et biochimie (réactifs), la verrerie et les ustensiles sont manipulés et utilisés seulement pour leurs fonctions : La verrerie de laboratoire doit être lavée et séchée avant utilisation. Si avec un lavage ordinaire avec de l'eau et du détergent la verrerie ne peut pas être nettoyé, la maintenir dans un mélange de soufre- chrome. La verrerie est séchée sur des supports spéciaux, au four ou à l’aide d'un ventilateur chauffant. L’élimination des substances organiques (ex : les graisses) sur les parois du récipient en verre peut être fait avec un solvant organique (ex : l'éther, le benzène, etc. alcool), le résidu est recueilli dans des récipients spéciaux pour la récupération. Les bouteilles contenant des substances chimiques liquides ou solides doivent être étiquetées en conséquence. Conserver les produits chimiques ou réactifs dans des flacons étiquetés. Les étiquettes peuvent être recouvertes d'une fine couche de cire pour protéger les informations. Il est obligatoire que chaque étiquette mentionne la formule chimique de la substance, le nom scientifique, les données sur la pureté (solide) ou de la concentration (pour les liquides), une solution de facteur - si nécessaire. Pour certaines substances il est nécessaire de préciser la date à laquelle le réactif ou la solution a été préparée. Les bouteilles étiquetées sont sur 6 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques le plateau de réactifs de laboratoire à proximité de la table de laboratoire où ils doivent être utilisés. Les réactifs nécessaires pour les travaux expérimentaux sont conservés dans des flacons spéciaux avec bouchon en verre (vissé), et dans le cas de solutions alcalines avec un bouchon en caoutchouc. Les réactifs sensibles à la lumière sont conservés dans des flacons de laboratoire brun à l’abri de la lumière. Pendant les travaux de laboratoire, si plusieurs réactifs sont utilisés, fermer les flacons immédiatement après utilisation avec son bouchon (ne pas échanger les bouchons entre eux), il faut faire attention. Durant la manipulation, les bouchons des flacons des réactifs devront être posés sur la table de laboratoire à l’envers, pour protéger les surfaces de travail. Le vidage des bouteilles de réactifs se fait sur le côté opposé de l'étiquette, ainsi l'étiquette ne sera pas endommagée par le coulement du réactif sur la bouteille. En cas de coulement accidentel d'un réactif, il doit être immédiatement retiré et l’endroit nettoyé (le cas échéant neutralisé) afin d’enlever toutes les traces de produits chimiques restantes. Après utilisation, les bouteilles de substance sont remises à leur place sur l’étagère où elles ont été trouvées au début de l'activité. Les substances solides provenant des bouteilles d'origine sont prélevées uniquement avec des spatules ou des outils propres. Les réactifs en solution sont transférés avec des pipettes propres ou en les versants. Il est prévu qu'une fois qu'ils ont été transférés dans d'autres récipients ou bouteilles de réactifs, ils ne doivent pas être réintroduits dans leur flacon d'origine. Cela permet d'éviter la contamination et la déformation de la composition originale de la substance ou d'un réactif. Les pipettes propres sont placées sur des supports verticaux spéciaux avec la pointe vers le bas, et celles utilisées seront collectées dans des endroits et des conteneurs spécifiques. 7 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1.4 RÈGLEMENT RELATIF AU MATERIEL DE MANIPULATION EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET BIOCHIMIE Les instruments et équipement de laboratoire sont positionnés de manière à pouvoir être facilement utilisé. Au début et à la fin de l’utilisation du matériel le système on / off sera vérifier et sera déconnecté du système d'électricité et le matériel sera débranché s’il n’est pas utilisé pendant une longue période. L’équipement électrique de laboratoire (centrifugeuses, fours, thermostats, bains d'eau, appareils de chauffage, etc.) comme les dispositifs d'analyse (spectrophotomètres, pH-mètres, etc.) seront branchés à des prises avec la terre. Le branchement et le débranchement seront faits uniquement avec des mains sèches. Lors du débranchement de la prise, maintenir la prise murale d’une main et retirer la prise de l’appareil avec l’autre main, et bien sûr, avec les mains sèches. Lors de l'exécution de travaux spéciaux utilisant des appareils à rayons X ou des isotopes radioactifs, des mesures de protection spéciales doivent être prises. Leur but est d'empêcher l'irradiation des personnes manipulant l'appareil et celles qui entrent en contact avec l'environnement en question. Les moteurs électriques sont équipés de prise de terre. Celle-ci sert à supprimer l'électricité statique qui se produit lors de l’utilisation des machines fonctionnant avec des courroies. Lors de l'utilisation des centrifugeuses, celles-ci seront équilibrées avant d’insérer les tubes à essai (ou les récipients). Le démarrage et l’arrêt de la centrifugeuse doivent être progressifs pour éviter les vibrations et la perte de contenu des tubes qui subissent cette opération. Évitez de manipuler des dispositifs dont le mode de fonctionnement et de maintenance ne sont pas entièrement connus avant d'être utilisé. Ne tirez pas sur les câbles, ne pas utiliser de câbles et de prises défectueux pour ne pas provoquer des courts-circuits, d'incendie ou de choc électrique. 8 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1.5 MANIPULATION ET CONSERVATION BIOLOGIQUE ET ANALYSE DE L’ECHANTILLON La manipulation des produits biologiques prévoit leur origine, il n'est pas exclu que la collecte d'échantillons a été faite à partir d'animaux qui peuvent être des « cas pathologiques » (inconnus à l'analyste). Toute analyse qui implique la manipulation des échantillons biologiques sera faite avec des gants jetables. La mesure du volume d'échantillons biologiques sera effectué avec une pipette automatique ou une pipette sur laquelle est nécessairement attacher une poire spéciale destiné pour aspirer des liquides. Cette mesure est prise pour éviter l'aspiration d'échantillons biologiques directement avec la bouche. Cela empêche l'infection, l’infestation ou la contamination par divers virus, bactéries et agents pathogènes. Il faut manipuler avec soin afin d'éviter le renversement du contenu des échantillons biologiques sur la table de travail, les mains ou les vêtements. La verrerie de laboratoire et les ustensiles utilisés dans les opérations de produits biologiques devront, à la fin de la manipulation être nettoyé des résidus avec de l'eau chaude, du détergent et une brosse métallique. La verrerie est lavée avec un mélange de soufre-chrome, l'eau du robinet et enfin avec de l'eau distillée. En outre, lorsque l'on travaille avec du matériel biologique provenant d'animaux inconnus, les ustensiles et la verrerie doivent être stérilisés. La conservation des produits biologiques dégradables, jusqu'à l'analyse biochimique se fait en les maintenant à basse température (réfrigérateur, congélateur), comme indiqué par le protocole de preuves spécifiques. Pendant la manipulation ou l'utilisation des produits biologiques ne pas manger, ne pas boire et ne pas fumer (mesure valable également dans le cas de travail avec des substances toxiques). Après avoir utilisé des échantillons biologiques, les tables de travail sont nettoyées, désinfectées avec des solutions spécialement conçues à cet effet et les mains seront soigneusement lavées. 9 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1.6. SÉCURITÉ AU TRAVAIL - PRÉVENTION ET LUTTE CONTRE LES INCENDIES Connaître les règles relatives à la prévention et lutte contre les incendies (PSI) dans les laboratoires d'intérêt didactique est réglementé par un arrêté du ministère concerné (Ord. 712/1975). Leur respect est le devoir de toutes les personnes qui travaillent dans ces laboratoires. Les incendies peuvent être déclenchées par une mauvaise manipulation du réseau de gaz, bouteilles de gaz de combustible, des tubes ou des récipients avec des substances inflammables (par exemple l'éther, l'essence, etc.), le réseau électrique ou à l'aide d'appareils défectueux. Pour éviter les incendies il est nécessaire de se familiariser avec les dispositions relatives à la prévention et lutte contre les incendies 1.7. PRÉVENTION DES INCENDIES ET MESURES DE LOCALISATION Dans les laboratoires sont affichés les plans d’évacuation comportant des mesures prévues à la prévention des incendies et gérer ces situations. Les consignes et les signalétiques sont affichées ainsi que l'équipe d'intervention (du personnel de laboratoire) et leurs fonctions. Le laboratoire est doté d'extincteurs approuvés et vérifiés. Évitez le blocage des accès et des espaces de travail, des portes et des fenêtres avec des meubles, des appareils, des pots de fleurs, panneaux d'affichage, des affiches, etc. L’introduction de matériaux inflammables et de fumer dans le laboratoire sont interdits. Le travail avec des produits inflammables sera exécuté dans des hôtes possédant une ventilation adaptée, afin d'éviter la formation de mélanges explosifs et le dégagement des vapeurs toxiques dans le laboratoire. Les bouteilles de gaz comprimées ou tubes ne doivent pas être placés à proximité des sources de chaleur ou des appareils de chauffage. Les lampes à gaz sont brûlent uniquement pendant l'utilisation comme indiqué par le protocole. L'état des vannes de gaz est contrôlé périodiquement par le brossage avec une solution de savon. 10 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Evitez d'installer des installations de laboratoire de fortune ou de matériaux qui peuvent réagir avec des substances utilisées, créant ainsi des explosifs. En cas de rejet accidentel de liquides combustibles ou volatils à l'intérieur du laboratoire, il faut : éteindre les lampes à gaz et couper l’électricité; fermer les portes et ouvrir les fenêtres; essuyer avec des chiffons la surface sur laquelle le liquide s’est renversé et reprendre le travail après élimination complète du gaz. Après la manipulation et avant de partir du laboratoire il est nécessaire: de débrancher l'équipement sous tension électrique (à l'exception des réfrigérateurs et des thermostats conçus pour stocker divers matériaux de laboratoire); de vérifier la fermeture du réseau de distribution de gaz; de nettoyer les résidus de matériaux combustibles de travail et d’éteindre toutes les ampoules. En cas d'incendie, le personnel de laboratoire désigné à cet effet procédera à sa localisation et son extinction aidé par des personnes dans le laboratoire. L'équipe désignée pour les interventions, composée du personnel de laboratoire, agira conformément aux tâches prévues, en ce qui concerne l'avertissement, la localisation et d'extinction d'incendie. Pour éteindre le feu produit par des substances inflammables, les extincteurs seront utilisés et la surface du feu sera recouverte de sable. Éviter d'utiliser de l'eau en raison de la dissociation thermique de l’oxygène et de l'hydrogène (gaz combustible) qui se forme. Les actions se dérouleront de manière dynamiquement, en circonscrivant le site de l'incendie et l'éteignant. S'il est déterminé que le feu se propage et le risque d'expansion ou d'explosion est élevé, un contact immédiat avec les services d'urgence des pompiers se fera en appelant le 112. 1.8. BLESSURES - MESURES DE PROTECTION ET SÉCURITÉ La possibilité d'accidents est due à l'ignorance et / ou non-respect des travaux en laboratoire. Les accidents peuvent être regroupés dans les catégories suivantes: intoxication, brûlures, traumatismes et d'électrocution. L’empoisonnement est causé par la pénétration de certaines substances toxiques dans le corps, suivi par des troubles métaboliques et à la fin par l'apparition de processus pathologiques. La pénétration de substances dans le corps est réalisé de différentes manières: la voie aérienne (air respirable par les gaz, vapeurs, poussières); gastro-intestinal (avec de l'eau et de la 11 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques nourriture); par tégument et / ou le chemin de la muqueuse (diffusant à travers la peau et les muqueuses de sang). Une fois dans le corps, les substances toxiques peuvent provoquer une intoxication aiguë ou chronique. L’intoxication aiguë est due à la pénétration des substances dans le corps en une période relativement courte et en quantité supérieure à la normale. L'intoxication chronique est due à la pénétration dans une plus longue période de temps, mais en quantités relativement faibles, ce qui détermine les processus cumulatifs. Les brûlures sont des blessures causées par des agents physiques (température: par exemple, - des substances chaudes, inflammation de substances volatiles et le rayonnement : ex- infrarouge) ou chimiques (substances caustiques: par exemple des acides, des bases, de brome, etc.). Selon la gravité des brûlures différents degrés de brûlure sont distingués : I - avec la congestion de la peau suivie d'un œdème et une pigmentation transitoire; II - l'apparition de cloques avec serocitrin ou liquide sanglante (en cas de lésions plus profondes); III - avec la destruction des tissus (épididyme, le derme, en allant plus profondément dans les muscles fascia et les muscles) nécessitant un traitement dans les services médicaux spécialisés. Les blessures peuvent être causées par des coups, des coupures ou des crevaisons dues à une mauvaise manipulation de verrerie, d’ustensiles, du matériel et des installations de laboratoires. L’électrocution peut être déterminée par le contact du corps avec le réseau d'électricité ordinaire (120-220 V) ou haute tension. Les causes de l'électrocution peuvent être dues à une mauvaise installation des appareils électriques, le manque de mise à la terre, etc. Les mesures de protection visent à la protection individuelle par manipulation correcte des produits chimiques, de la verrerie, des ustensiles, des équipements et des installations. À cet égard est mentionné la nécessité de respecter les règles suivantes: Les solutions de chauffage dans les tubes sont effectuées sous agitation continue, en évitant de «jeter» le liquide dans le tube pendant l'ébullition. L'extrémité ouverte du tube ne doit pas être orienté vers la personne effectuant l'opération, ni vers les voisins. Dans le cas des opérations avec des substances inflammables le transport à proximité de sources de chaleur n’est pas autorisé (augmentation de la pression dans la cuve de stockage peut provoquer un risque d'explosion). 12 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Pour l'évaporation, la distillation, etc., les opérations, avec sources de chaleur bain d'eau chauffé électriquement ou radiateurs à rayons infrarouges sont utilisés. En cas d'incendie dans le laboratoire il est prévu que les liquides inflammables miscibles à l'eau (par exemple l'éther, le benzène) ne peuvent pas être éteints avec de l'eau. Dans ces cas, utiliser des extincteurs spéciaux. La manipulation des acides et des bases fortes doivent être faites avec une attention accrue. Les opérations avec des acides fumants et des substances gazeuses toxiques sont gérées sous hottes. Pendant ce temps, le ventilateur de la hotte fonctionne. En cas d'échantillonnage et de dosage de liquides caustiques ou toxiques, le pipetage est effectuée en utilisant une pompe à vide ou une pipette avec une poire en caoutchouc. En chimie et laboratoires de tests de biochimie clinique, des pipettes automatiques sont utilisées. Pour des raisons d'hygiène et de sécurité personnelle est interdit d'utiliser la verrerie pour boire et pour la conservation des aliments. A l'intérieur du laboratoire, ne peut pas manger, ne pas boire et ne pas fumer. La dégustation des réactifs est interdite car la plupart des substances chimiques sont toxiques ou caustique. Ne pas sentir les produits chimiques en approchant le nez, mais en procédant à produire un flux de vapeurs contenant de l'air des substances à partir du goulot de la bouteille en l’envoyant avec la paume de la main vers le nez. Après la fin des séances de laboratoire (travaux pratiques ou de recherche scientifique de l'étudiant) procéder au lavage des mains comme mesure d'hygiène personnelle. En comprenant les méthodes d'analyse, en acquérant toutes les connaissances sur le travail en laboratoire et en respectant les règles de protection et de sécurité, le travail en laboratoire amènera les étudiants à acquérir de réelles connaissances acquises dans les activités pratiques. 13 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1.9. RÈGLEMENT GÉNÉRAL EN LABORATOIRE DE CHIMIE ET DE BIOCHIMIE Chaque étudiant doit assimiler les connaissances théoriques avant chaque leçon de laboratoire ou des problèmes théoriques liés aux aspects chimie et biochimie appliquée : le principe de la méthode, les réactifs utilisés et la façon de travailler et aussi, des notions relatives à l'utilisation du matériel de laboratoire. Pendant les heures de travaux pratiques en laboratoire, les étudiants sont tenus de porter un équipement de protection, à savoir une blouse blanche à manches longues avec poignets serrés. En outre, les étudiants utiliseront le tissu spécialement conçu à cet effet, pour essuyer le banc. Le poste de travail est maintenu en ordre et les réactifs sont placés sur le plateau dans l'ordre où ils étaient en début de manipulation. Sur les tables de laboratoire il n’est pas autorisé de poser les sacs, les sacs à main, de la nourriture, des boissons et des vêtements, à l'exception des matériaux nécessaires pour effectuer des travaux pratiques prévus. Au cours des travaux programmés, les heures de travail seront uniquement effectuées avec des fins d'activité de laboratoire. Le travail pratique se terminera en écrivant les résultats expérimentaux, les calculs effectués et les conclusions auxquelles l’étudiant est parvenu après une analyse respective (test, application). Après la fin de la leçon de laboratoire, les réactifs et la matériel sont laissés entièrement nettoyés à l'endroit où ils étaient à l'entrée du laboratoire. En outre, la verrerie doit être lavée et placée sur les appareils de laboratoire spéciaux pour sécher et éventuellement, l'évier doit être lavé de réactifs de précipités, des bouteilles cassées. Le travail en laboratoire consiste à nettoyer le lieu de travail, donc si le sol du laboratoire a été sali à la suite des travaux effectués dans le laboratoire, les étudiants – ceux qui ont travaillé dans le laboratoire - doivent collecter, balayer et même laver le sol - si cela est nécessaire. L’étudiant peut quitter le laboratoire seulement après le consentement de l’enseignant et avoir ranger sa place (y compris le poste de travail et sa chaise). En quittant le laboratoire, l’étudiant doit laisser sa place comme il aimerait la trouver en arrivant ! 14 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques CHAPITRE II CONCEPTS D'ANALYSE CHIMIQUE ET BIOCHIMIQUE 2.1. DÉFINITION ET CLASSIFICATION DES METHODES D'ANALYSE ET DE SEPARATION CHIMIQUE ET BIOCHIMIQUE L'analyse chimique a pour but d'étudier la composition chimique des substances (substances naturelles, les matières premières, dans des processus différents intermédiaires ou finis, etc.). traitant avec la détermination de la composition biochemique des organismes vivants, des animaux, des plantes, des micro-organismes et produits d'origine animale ou végétale destinés à la consommation ou d'autres utilisations pratiques. En médecine vétérinaire l’analyse biochimique aide à déterminer l'achèvement du diagnostic clinique et le traitement, afin d'utiliser le terme d'analyse clinique. L'étude de la composition chimique des substances, fait l'objet d'une branche de la chimie analytique connue. Après fin, la chimie analytique est divisée en: 1) Chimie analytique qualitative - qui vise à identifier les éléments chimiques ou groupes d'éléments qui composent la substance. 2) Analyse chimique quantitative - qui déterminent les proportions dans lesquelles ces éléments sont présents dans la substance. Les méthodes exactes utilisées pour déterminer la quantité d'un élément d'une substance ou d'une substance à partir d'un mélange, sont des procédés chimiques (volumétrique ou gravimétrique) et des méthodes physico-chimiques (instrument analytique). L'analyse biochimique utilise les deux méthodes et procédés de dosage physico- chimiques d'analyse gravimétrique et volumétrique. Les méthodes physico-chimiques, en particulier, sont devenus des méthodes d'analyse biochimiques spécifiques de recherche telles que l'électrophorèse sur colonne papier et biochimique des préparations liquides, des méthodes radiochimiques, électrochimique, la densité chimique, etc. 15 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 2.1.1. L’ANALISE CHIMIQUE - GÉNÉRAL Le nom vient du simple fait que ce type d'analyse est basé sur la mesure du volume de la solution par burette. L'opération principale est utilisée pour le titrage volumétrique, cette méthodes sont appelée titrages. Analyse volumétrique est basé sur une mesure précise du volume de la solution de réactifs, de concentration précise et connue, la quantification nécessaire pour certains. Les réactions chimiques dans l'analyse doit remplir les conditions suivantes: - être stoechiométrique - à savoir, être exprimée comme une équation chimique précise la conformité avec la loi de conservation de la masse; Il est pratiquement totale, soit déplacé totalment ou loin d’aboutir le reste du produit de réaction; - être rapide; L'achèvement de la réaction est indiqué par un changement soudain de l'une des propriétés chimiques du système. Les types et le volume de réaction utilisés dans l'analyse sont les suivants: 1. Double échange d'ions. Reactions qui peuvent être: a) les réactions de neutralisation, l'échange de protons b) des réactions de précipitation (avec formation résultant de produits de réaction insolubles dans le solvant utilisé). 2. Reactions Oxydation - réduction ou échange d'électrons. En fonction du type de réaction utilisé, les méthodes peuvent être divisées en: Méthodes de neutralisation - qui sont basées sur les réactions de neutralisation. a) L’Acidimétrie - en utilisant la solution d'acide fort de concentration connue pour la détermination des bases fortes, des sels de bases faibles et une hydrolyse alcaline. b) L’Alcalimétrie - en utilisant une solution de base forte de concentration connue pour la détermination des acides forts et des sels d'hydrolyse de l'acide faible. 16 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Méthodes de précipitations - sur la base des réactions de précipitation. Méthodes d'oxydation - réduction - en fonction des réactions d'oxydation - réduction:  Manganométrie - en utilisant la solution oxydante de permanganate de potassium (KMnO4).  Iodométrie - en utilisant la solution d'oxydant de l'iode (I2). La volumétrie est important dans la détection du temps de réaction a apresavoir passé le temps total, appelé point d'équivalence. La réalisation du point d'équivalence a été observée dans le milieu réactionnel en ajoutant des substances appelées indicateurs qui, vont changer l’etat en (changement de couleur ou apparence, etc.), la présence d'un quelconque excès de réactif. Les indicateurs Les indicateurs sont des substances ajoutées à la réaction qui indique la fin de la réaction. Après les types de réactions qui definissent les méthodes de titrage, les indicateurs sont les suivants: - indicateurs neutralisant - indicateurs redox - indicateurs de précipitations - indicateurs complexométrique Dans certains cas, l'apparition d'une couleur est due à l'excès de réactifs lui-même qui est une substance colorée (comme dans le cas de titrage avec du permanganate de potassium), l'ajout d'indicateurs ne sont plus nécessaires. Les indicateurs universels sont des indicateurs qui transforme des mélanges de différents domaines à chaque pH. Les indicateurs dans la réaction de neutralisation se font de telle sorte que le point d'équivalence de la réaction est inclue dans le cadre de l'indicateur de virage. 2.1.2. L'EQUIPEMENT ET LES USTENSILES UTILISE DANS L'ANALYSE CHIMIQUE VOLUMETRIQUE L'analyse chimique est généralement utilisé des outils tels que: des tubes à essai, des flacons flacons coniques (flacon Erlenmeyer), verres cylindre (Berzelius), des trémies, des 17 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques creusets, des plaques capsules, pinces tubes et creusets, des trépieds, des triangles en porcelaine, un tamis métallique avec l'amiante, Teclu ou lampes Bunsen, etc. L'analyse quantitative nécessite en plus de ces outils et des flacons et verrerie utilisés pour mesurer les volumes précis de solutions ou de laboratoire technique du gaz et des balances d'analyse, les compteurs de densité pour mesurer la densité des liquides, des centrifugeuses, etc. En ce qui concerne l'unité de mesure de volume à utiliser ml (1 ml = 0,001 l) ou cm3 (1 ml = 1 cm3) et l'unité de masse, grammes (g) (1 mg = 10-3g, 10-9g 1 g =). Les principaux ustensiles en verre utilisés pour mesurer les volumes de fluide sont: cylindres graduées, des flacons, pipettes, burettes. Les cylindres gradués Ils sont dans des béchers ml, qui sont utilisés dans les mesures de volume approximatif. Capacité de cylindre allant de 5-2000 cm3. Les flacons - sont des navires à fond plat cou qu'il ya une marque circulaire (taux), qui indique le taux de remplissage. Les flacons sont munis chacun d'un bouchon polie pour assurer l'étanchéité. Ils ont des capacités allant de 10-5000 cm3, et sont utilisées dans la préparation de solutions titrées. Les pipettes - Après le mode de calibrage peut être: esprit de pipette et pipettes graduées. Moins de 1 cm3 pipettes de volume sont appelés micropipettes. 18 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Les pipettes a bulle - marque signe un ou deux signes. La capacité bulle est gravée et la température d'étalonnage. Avec ces pipettes ne peuvent pas etre exacte a 100%. Leur capacité peut être comprise entre 1-100 cm3. Les pipette cylindrique marqué et le volume est divisé en dixièmes ml. Ils ont des capacités de 1 à 25 cm3. Les pipettes - ont été divisés en volume des centièmes cm3 et une capacité de 0,01 à 0,02 cm3. Les pipettes automatiques - agit sur un piston d'aspiration de la pompe étant calibré à un volume fixe ou réglable. Pipettes sont utilisés dans la mesure précise de petits volumes de liquide. Pour une mesure précise du volume de la solution est déterminée de la manière suivante: insérer la pointe de la pipette dans la solution et aspiré avec le poir de caoutchouc, jusqu'à ce que le niveau de liquide passe juste au-dessus de la marque, et ensuite fermer la pipette avec le doigt d'index. Retirer la pipette à partir du liquide, puis retirer l'embout de pipette en soulevant légèrement le doigt est autorisé à drainer du ménisque du liquide jusqu'à ce qu'il soit tangent à l'ensemble de marque de zéro, alors basculer pour régler le volume du récipient de réaction. Les burettes tube de verre gradué sont prévus au fond avec des dispositifs pour arrêter ou réguler le flux de liquide (ou soupape de serrage du tube en caoutchouc Mohr). Burette ont des volumes entre 10 à 100 cm 3, avec des graduations de 0,02 cm3 à 0,2 cm3. Ils sont souvent utilisés dans la capacité biochimie burette 1-5 cm3 et graduations 0,01cm3 appelé microburette. Burette sont fixés verticalement sur les supports métalliques, au moyen de traversées de câbles ou des supports spéciaux. La lecture des volumes de burette, ainsi que pour tous les récipients de mesure des volumes, l'œil est perpendiculaire à la burette à la hauteur de la colonne de liquide pour éviter les erreurs de parallaxe. Burettes avec le robinet de verre sont utilisé lorsque l'on travaille avec des solutions d'acides ou des agents oxydants, et le tube en caoutchouc et la pince lors de l'utilisation d'hydroxydes alcalins. En utilisant les burettes ont été lavés avec de l'eau du robinet puis à l'eau distillée, et d'éviter le dépôt de poussière pour couvrir le dessus avec un petit flacon en verre ou en plastique. 19 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 2.2. LES SOLUTIONS 2.2.1. LES QUANTITES UTILISEES POUR PREPARER DES SOLUTIONS La masse atomique est un nombre qui indique combien de fois la masse relative de l'atome d'un élément est supérieure à la 12ème de la masse de l'atome de carbone, pris comme un tout et qui a été affecté en tant que 1 Dalton. L’atome-gramme est la quantité en grammes d'un élément chimique, numériquement égale à la masse atomique de l'élément. La masse moléculaire d'un élément ou une combinaison, est un nombre relatif qui indique combien de fois la masse de la molécule ou substance que l'élément est supérieure à la 12ème de la masse de l'atome de carbone, pris comme un tout. Le poids moléculaire a également été exprimé en Daltons. La molécule gram (en moles) est la quantité de substance en grammes correspondant à la masse moléculaire. L'équivalent chimique (masse équivalente) est un nombre qui indique le nombre de parties en poids d'un élément ou un composé chimique est combiné, ou libéré de celui-ci remplacé par 1,008 parties d'hydrogène ou huit parties d'oxygène. L'équivalent gram (Eg) est la quantité de substance en grammes qui peuvent remplacer ou être combinés avec 1,008 g à 8 g d'un atome d'hydrogène ou de l'oxygène. Le poids équivalent est calculé comme suit: Les éléments: L'équivalent gram = atome-gramme / valence Exemples:  L'équivalent en grammes de l'atome d'oxygène = 16/2 = 8 g A  L'équivalent en grammes de l'atome de carbone = 12,01 / 4 = 3,0025 g C L'équivalent en grammes est calculé différemment selon la substance utilisée. Lors du calcul de l’équivalent-gramme de substances composées, il faut également tenir compte de la réaction chimique en cause: 20 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Acides - équivalent gramme = molécule gramme d’acide (M) / nombre d’hydrogènes ionisables. Ou, en d'autres termes, équivalent gramme (eq) est calculé comme rapport entre la masse moléculaire de l'acide et le nombre de protons transférés (à savoir le nombre de H + de la formule moléculaire de l'acide). Exemples:  L'équivalent gramme de HCl = 36,465 / 1 = 36,465 g  L'équivalent gramme de H2SO4 = 98 076/2 = 49,038 g  L'équivalent gramme de CH3 COOH ═ 60,03 / 1= 60,03 g M HCl Eg HCl= = 36 , 5 1 M H 2 SO 4 98 Eg H 2SO 4 = = = 49 2 2 M H 3PO4 3 + 15 + 16 x 4 66 Eg H 3PO4 = = = = 22 3 3 3 Les bases - le équivalent gramme = molécule-gramme / le nombre de groupes hydroxyle (- OH) dans la molécule participant à cette réaction. Exemples:  L'équivalent gramme de NaOH = 40.005/1 = 40.005 g  L'équivalent de grame de Ca (OH) 2 = 74/2 = 37 g 21 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques En d'autres termes, l'équivalent gramme de la base (par exemple) a été calculée comme le rapport de la masse moléculaire et la valence du métal (le nombre de OH dans la formule moléculaire de la base). M NaOH Eg NaOH= = 40 1 M Ca(OH) 2 54 EgCa ( OH)2= = = 27 2 2 M Al (OH )3 13+3(16+1) 64 Eg Al( OH)3= = = = 21 ,33 3 3 3 Les sels - l'équivalent gramme = molécule gramme / nombre d'atomes d'hydrogène remplacés par l'acide correspondant du métal de formule. Exemples:  L'équivalent gramme de MgCO3 = 84,3 / 2 = 42,15g  L'équivalent gramme de NaCl = 58,55 / 1 = 58,55 g En d'autres termes, l'équivalent de sels a été calculé comme le rapport entre la masse moléculaire du sel et le produit de la valence et le nombre d'atomes de métal. +1 −1 Na1 Cl1 22 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Pour les sels qui résultants des les réactions d'oxydoréduction, le équivalent chimique est calculé par établir le rapport de la molécule gramme du sel au nombre d'électrons reçus ou délivrés par la substance dans sa réaction de formation. Exemple: 2KMn+7O4 +10Fe+2SO4 +8H2SO4 → 2Mn+2SO4 + 5Fe2+3(SO4)3+K2SO4 + 8H2O Ainsi, l'échange d'électrons est la suivante: Mn7 + + 5e - / Mn2+ (réduction) / x 2 2 Fe 2+ + 2e- 2 Fe 3+ (oxydation) / x 5 L'équivalent de KMnO4 Ce sera le rapport de la masse moléculaire (158,03) et le nombre d'électrons échangés (5) Eg KMnO4 = 158,03 / 5 = 31,606 g En d’autres termes, l’équivalent-gramme des substances impliquées dans les processus rédox (oxydo-réduction) (Eg) est calculé comme le rapport entre le poids moléculaire de la substance et le nombre d’électrons transférés. Les milliéquivalents chimique (mE) est le millième de l'équivalent chimique mE = E / 1000. Les milliéquivalents gramme est le millième de l'équivalent gramme. La solution est un mélange homogène (constitué d'une seule phase) résultant de la dissolution d'un ou plusieurs soluté(s) (espèce chimique dissoute) dans un solvant. 23 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 2.2.2. PREPARATION DES SOLUTIONS Pour préparer les solutions titrées, utilisez les balles citées. Si une solution est préparée en pesant une substance standard dans un ballon à 20°C et que la température de travail est inférieure à 20°C, la solution sera diluée, car à 20°C, le volume sera plus élevé; si vous travaillez à une température supérieure à 20°C, la solution sera plus concentrée, car en abaissant la température à 20°C, le volume de la solution diminuera. Ainsi, si vous travaillez à une température autre que 20°C, une correction de volume doit être effectuée. Lors de la préparation d'une solution, pesez la quantité de matière sèche ou introduisez un volume du liquide déterminé lorsque la substance à partir de laquelle la solution est préparée est à l'état liquide, placez-la dans un ballon trempé et dissolvez-la dans le solvant approprié; le solvant est ajouté progressivement en mélangeant le contenu du ballon jusqu'à ce que le signe circulaire situé sur le col du ballonnet devienne tangent au ménisque du fluide; Si la détermination est effectuée à une température autre que 20°C, il est nécessaire d'effectuer la correction de volume en fonction de la température à laquelle elle fonctionne. Homogénéiser la solution en inversant le ballon plusieurs fois, préalablement fermé avec le bouchon poli. 2.2.3. L'EXPRESSION DE LA CONCENTRATION DE LA SOLUTION La concentration est la quantité de soluté dans un volume de solution donnée. Le rapport entre la concentration de soluté et de solvant. En fonction de l'unité sélectionnée, la concentration de la solution peut être exprimée de plusieurs manières: 1. La concentration en pourcentage- que l'on dissout dans 100 grammes d'cm3 de la solution (%). Une telle concentration des solutions sont des solutions pour cent. Exemple: Une solution à 1% d'acide oxalique contenant 1 g d'acide oxalique dissous dans 100 cm3 de solution. 24 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Problème 1 - concentration en pourcentage (C%) Pour calculer la concentration en pourcentage de 200 g de solution de chlorure de sodium (NaCl) on sait que la préparation de la solution a été dissoute dans une quantité de 10 g de NaCl pur. Nous savons que, pour déterminer la concentration en pourcentage (C%) d'une solution nous devons calculer la quantité, exprimée en grammes (g) de substance pure en solution 100 g dissous. Ainsi, 200g de solution de NaCl C%................................. 10g de NaCl pure 100 g de solution de NaCl C%.................................... x La concentration en pourcentage de la solution de NaCl est donc de 5%. 100  10 C%   5 g NaCl pur 200 Problème 2 - concentration en pourcentage (C%) Pour préparer une quantité de 500 g de solution de concentration 10% d'hydroxyde de sodium (NaOH). Que faire pour préparer la solution? La concentration de 10% nous indique que dans 100 ml de solution de NaOH, nous avons dissous 10 g de NaOH pur, puis dans 500 g de NaOH à 10% à 10% en poids de NaOH pur, à savoir: 100 g d'une solution à 10% de NaOH.......... 10 g de NaOH pure 500 g de solution à 10% de NaOH................................. x 500  10 x  50 g NaOH pur 100 Pour la préparation de la solution a été pesé dans un bêcher avec 50 g de NaOH pur. Transférer la quantité pesée de NaOH dans un grand bécher, puis ajoutez H2O 200-250, la solution homogénéiser, puis avec de l'eau distillée à 500 g de solution (NaOH 50 g conformément à la proportion de la solution 500g). La solution est homogénéisée et préparé! 25 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 2. La Concentration molaire- les moles de soluté dans 1000 cm3. Les solutions dont les concentrations sont exprimées sous forme molaires sont de solutions molaires. Cette solution est désignée par M ou m l'utilisation et des multiples ou sous-multiples de celle-ci, et dans ce cas le symbole M (ou m) accompagnera le chiffre représentant des multiples ou sous-multiples de moles comme suit: Molaire Solutions (M), bimolare (2M), decimolare (0,1 M), millimolaires (0,001M), etc. Exemples: Une solution d’acide oxalique 2M contiendra 2 moles d’acide oxalique par solution de 1000 cm3, soit 2 x 126 068 = 252 135 g Une solution de HCl à 0,1 M contiendra 0,1 mole de HCl. Le poids moléculaire est donc de 36,5 g. Dans une solution de 1000 cm3, 3,65 g de HCl seront trouvés. Problème 1 - concentration molaire (CM) Calculez quelle concentration molaire (CM) a un volume de 500 ml de solution d’acide chlorhydrique (HCl) contenant 35 g de HCl pur. 1 cm 3 = 1 ml 1 L = 1000 ml = 1000 cm3 500 ml HCl = 0,5 L de HCl 0,5 L de solution de HCl CM................................. 35g HCl pur 1 L de solution de HCl CM 1000 x 35 CM = ------------------ = 70g de HCl pur 500 MHCl = 1 + 35,5 = 36,5 26 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1 mole de HCl ………………………….. 36,5 g de HCl pur x mole de HCl.......................................... 70 g de HCl pur 1  70 x  1,92 moles HCl pur dans 1 L solution 36,5 CM = nombre de moles dissous dans une solution de 1L CM de HCl solution = 1,92 Problème 2 - concentration molaire (CM) Calculez la quantité de substance nécessaire pour préparer 250 cm3 de solution 0,2 M de MgCl 2. Expliquez comment préparer la solution. 1 cm 3 = 1 ml 1 l = 1000 ml = 1000 cm3 250 ml MgCl2 = 0,25 l de MgCl2 250 ml de MgCl2 = 0,25 l de MgCl2 1 L de solution de MgCl 2 0,2 M ……………….. MgCl 2 0,2 M 0,25 L de solution de MgCl2 0,2 M......... x moles de MgCl2 pur 0,25  0, 2 x  0,05 moli MgCl2 1 M Mg= 12; M Cl = 35,5 M MgCl2 = 12 + 83 = 35,5 x 2 1 mol de MgCl 2 …………………………. 83 g de MgCl2 pur 0,05 mol MgCl2....................................... x g MgCl2 pur 27 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 0,05  83 x  4,15 g MgCl 2 pur 1 Pour préparer 250 ml de solution 0,2 M de MgCl2 peser 4,15 g de MgCl2 pur qui est transfecté quantitativement dans une fiole jaugée de 250 ml, à laquelle environ 150 ml d'eau distillée sont ajoutés à température ambiante, la solution est homogénéisée. Dissolvez le solide puis complétez à la marque (250 ml) avec de l'eau distillée. La solution est homogénéisée afin qu'aucun solide non dissous ne soit présent, puis stockée dans des bouteilles fermées pour éviter la contamination et l'évaporation de la solution. 3. La Concentration normale - est exprimée par le nombre d’équivalents-grammes d’une substance dissoute dans une solution de 1000 cm3. Une solution normale contient donc un équivalent-gramme de substance par 1000 cm3. Les solutions dont la concentration est exprimée par la normalité sont appelées solutions normales. Notez que N (ou n) accompagne la figure en indiquant le nombre de multiples équivalents dans la solution, c'est-à-dire exactement ce que l'on appelle la normalité de la solution. En connaissant l'équivalent en grammes d'une substance, des solutions de toute normalité peuvent être préparées.Exemples: Pour la préparation de 1 000 cm3 de NaOH 1 N est d'abord calculé l’equivalent gramme de NaOH. EgNaOH = 40,005/1 = 40,005g. La quantité appropriée de equivalent gramme est dissous dans un volume d'eau, de sorte que, ensemble, ils forment un volume de solution 1000cm3. Une solution 0,3 N de NaOH contiendra 0,3 x 40,005 g dans une solution de 1000 cm3, soit 0,3 g de NaOH. Une solution de NaOH 4 N contiendra 4 x 40 005 g. Or, comme plus rapide avec des formules mathématiques pour calculer la quantité de substance nécessaire pour la préparation de 1 000 cm3 volume de solution de normalité différente, est multipliée par le poids d'équivalent (Eg) de la normalité (N). G = Eg x I 28 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Pour calculer la quantité de substance nécessaire à la préparation d'un volume donné de solution (v), d'une certaine normalité (N), multipliez l'équivalent en grammes par la normalité et le volume (exprimé en litres): G = Eg x N x v Exemples: Pour préparer 300 cm3 de solution de H2SO4 0,5 N, calculez d’abord l’équivalent gramme de H2SO4, puis appliquez la règle ci-dessus: N = 0,5 V = 0,300 l G = 49,04 x 0,3 x 0,5 = 7,256 g Problème 1 - concentration normale (CN) Calculez la quantité de substance nécessaire pour préparer 500 cm3 de solution 0,2 N MgCl2. Expliquez comment préparer la solution. 1 cm3 = 1 ml 1 l = 1000 ml = 1000 cm3 500 ml de MgCl2 = 0,5 l de MgCl2 1 L 0,2 N MgCl2 solution... 0,2 EgMgCl2 pur 0,5 L de MgCl2 0,2N..................... x EgMgCl2 pur M Mg = 12; M-Cl = 35,5 M MgCl2 = 12 + 83 = 35,5 x 2 M MgCl 2 83 Eg MgCl2 = = 41 ,5 2 2 29 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 1 EgMgCl2.......................................... 41,5 g de MgCl2 pur 0.1 EgMgCl2.......................................... x g MgCl2 pur 0,1  41,5 x  4,15 g MgCl 2 pur 1 Pour préparer 500 ml de solution 0,2 N de MgCl2, pesez 4,15 g de MgCl2 pur qui est transporté quantitativement dans une fiole jaugée de 500 ml à laquelle environ 150 ml d’eau distillée sont ajoutés à température ambiante. La solution est homogénéisée. Dissolvez le solide puis complétez à la marque (500 ml) avec de l’eau distillée. La solution est homogénéisée afin qu'aucun solide non dissous ne soit présent, puis stockée dans des bouteilles fermées pour éviter la contamination et l'évaporation de la solution. 2.2.4. SOLUTIONS TITREES. FACTEUR ET NORMALITE Le titre d'une solution est la quantité de substance exprimée en grammes de un cm3 de la solution. Se noter avec T. Les solutions dont le titre est connu sont des solutions titrées. Exemples: Le titre d'une solution de exactement 0,1 n NaOH est 0,0040005 g / cm3 (grammes de NaOH est 40.005). Le titre d'une solution de H2SO4 parfaitement normale est de 0,049 g / cm3 (l'équivalent de H 2SO4 en grammes est de 49 g). Le titre théorique d'une solution peut être calculé par le rapport : Tt = le équivalent gramme x normalité / 1000 Le titre d'une solution est exprimé avec 4 chiffres significatifs. Substances à partir desquelles, en pesant et dissolvant simplement dans un volume connu appelé ballon, on peut obtenir des solutions de titre connu, sont des substances titrimétriques standard ou des substances titrables. Ces substances peuvent être préparées à partir de solutions de la normalité exacte, et le titre d'une telle solution est égal à titre théorique (Tt). 30 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques Les substances standard doivent remplir les conditions suivantes:  être assez pur;  avoir une formule bien établie et stable dans les conditions de travail;  soyez facile à obtenir le degré de pureté requis. Exemples de substances titrables: - Acide oxalique - utilisé en alcalimétrie et manganométrie; - Carbon carbonate de sodium anhydre - en acidimétrie; - Chloride Chlorure de sodium - en argentométrie; - Thiosulfate de sodium - en iodométrie; - Carbon Carbonate de calcium et sulfate ou carbonate de magnésium - en complexométrie. Étant donné que peu de substances remplissent ces conditions, des solutions de normalité approximatives sont en pratique préparées en pesant une quantité de substance proche de la valeur théorique requise. Le titre de ces solutions s'appelle le titre réel et Tr est noté. Dans ce cas, il est nécessaire de connaître le facteur de normalité pour passer d'un certain volume, de la solution de normalité approximative à la solution de normalité exacte. Pour la solution de normalité donnée d'une substance entre le titre théorique et le titre réel, la relation suivante existe: Tr F= Tt où: Tr = le titre réel de la solution; Tt = titre théorique, F = facteur de normalité. Le facteur de normalité nous indique combien de fois la solution de normalité approximative est plus concentrée ou diluée que la solution de normalité exacte. Les solutions de normalité exactes ont Tt = Tr, elles auront donc F = 1. Les solutions de normalité approximatives ont un facteur d'environ 1; si le facteur est inférieur à 1, les solutions sont plus diluées et si le facteur de normalité est supérieur à 1, les solutions sont plus concentrées. Les limites de variations admises dans la pratique sont les suivantes: 31 Chimie - Manuel de Travaux Pratiques 0,9