Préparation TP2 et 6 - Notes de cours 3 PDF

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cours de préparation de TP sur les Acides et bases ...

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Préparation TP2

Colle et compte rendu Solution tampon : Solution de molarité définie dont le pH varie peu par ajout d'un volume limité de base forte ou d'acide fort. En TP on utilisera un acide faible et sa base conjuguée en quantités voisines. AH/A- (Acide/base) Quand on ajoute de la base à un acide faible on observe un variation de pH en paliers avec une zone d'équivalence (le trait vertical entre 2 paliers) et la demi équivalence à Ve/2. A la demi équivalence on a une faible variation de pH sur un grand ajout de base (palier) Au pH de demi équivalence (Autant de base que d'acide) pH ½ Equi = pKa du couple conjugué. On va donc prendre un mélange acide base dont on connaît le pKa et on va en faire une solution tampon. Pka = -Log Ka Acide fort a un Ka. Un acide faible se dissocie moins qu'un acide fort. AH = H2O → A- + H3O+ La relation qui lie le pKa et le pH d'une solution tampon est l'équation d'HendersonHasselbach : pH = pKa + log [B] / [A] = pKa + log nB / nA [B] base [A] Acide nB = n B = nombre mole de base On va utiliser de l'acide acétique / acétate de sodium CH3COOH / CH3COO- (CH3COONa) Cela va nous permettre de faire un tampon acétate. Zone de pH 4-5 H2PO4- / HPO4-Cela permet de faire un tampon phosphate. Zone de pH 7-8

Préparation de la solution tampon : – Mélange en quantité voisine (mol) d'acide/base conjuguées (pKa connu) – Ou prendre un acide faible et ajouter une base forte jusqu'au pH de demiéquivalence

– Ou prendre une base faible et ajouter un acide jusqu'au pH de demiéquivalence Pour notre TP nous allons utiliser la première manière. Utilisation des solutions tampons Reproduire le pH physiologique, cellulaire. (Important pour le dernier TP ADN) Utilisation en enzymologie et en électrophorèse. Calculs du TP On prépare une solution tampon de pH 4, 5, 7 ou 8. On doit préparer 200mL avec une molarité de 500mM. On dispose : Acide acétique (0,2M CH3COOH) / acétate de sodium en poudre (CH3COONa) Dont le pKa est de 4,76 → Sol pH 4 ou 5 NaH2PO4 / Na2HPO4 (H2PO4-/HPO4--) Le Na n'intervient pas. Dont le pKa est de 7,2 → Sol pH 7 ou 8 Si on fait pH 8 on aura un peu plus de base car on est un peu au dessus du pKa. PH = pKa + log nB / nA nA + nB = nT nB = nombre mole de base On utilise la deuxième relation pour retirer une inconnue. → On doit préparer 200mL à 50mM, combien cela fait de moles au total ? nT = C . V = 50x10^-3 x 0,2 (vol en L) = 10^-2 moles ou 10mM Ici nT = 10mM nA = 10^-2 – nB nB = 10^-2 – nA PH = pKa + log nB / 10^-2 - nB On trouve nB : pH – pKa = log (nB / 10^-2 – nB ) nB / (10^-2 – nB) = 10 ^(pH-pKa) nB = (10^-2 x 10^(pH-pKa) ) / 1 + 10^(pH-pKa) nA = 10^-2 - nB

> Calcul pour le tampon pH 4 CH3COOH (0,2M) / CH3COONa pKa = 4,76 pH – pKa = 4 – 4,76 = - 0,76 nB = 1,5 .10^-3 moles nA = 8,5 .10^-3 moles en utilisant : nB = (10^-2 x 10^(pH-pKa) ) / 1 + 10^(pH-pKa) nA = 10^-2 – nB On cherche maintenant le volume d'acide Va et la masse de base Mb nB = mB / M mB = nB x M mB = 1,5 .10^-3 x 136 = 0,204 g M = 136 si la base est hydratée (avec 3H2O) Donc pour préparer cette sol à pH 4 on a besoin de 0,204g de base

VA = nA / C VA =8,5 .10^-3 x 0,2 = 0,042 L = 42 mL → On pèse la base, on la dissous dans une 100e de mL, on mélange bien. Ensuite on ajoute les 42mL d'acide. Ensuite on complète avec de l'eau distillée. Puis on vérifie en mesurant le pH. > Calcul pour pH 5 CH3COOH (0,2M) / CH3COONa pKa = 4,76 pH – pKa = 5 – 4,76 = 0,24 CH3COOH M= 3,66 x10^-5 g/mole = nA CH3COONa avec M = 6,34 x10^-3 g/mole = nB nB = (10^-2 x 10^(pH-pKa) ) / 1 + 10^(pH-pKa) nA = 10^-2 - nB m=nxM mB = 0,86 g Va = 10 mL > Calcul pour pH 7 nA = 6,14 x10^-3 mA = 0,95g nB = 3,86 x10^-3 = 1,38g > Calcul pour pH 8

Tampon phosphate pH 8 H2PO4- / HPO4-pKa = 7,2 On dispose de NaH2PO4,2H2O avec M=156g/mole nA NaHPO4, 12HO2 avec M = 358g/mole nB pH – pKa = 8 – 7,2 = 0,8 et 10^0,8 = 6,3 nB = (10^-2 x 10^(pH-pKa) ) / 1 + 10^(pH-pKa) nA = 10^-2 - nB nB = 8,63 .10^-3 moles nA = 1,37 .10^-3 moles m=nxM mB = 3,09 g mA = 0,21 g

Dosage du Glucose On utilise les propriétés du pouvoir réducteur du glucose. On fait agir le glc avec le DNS en milieu alcalin. Le glc va être oxydé et le DNS réduit. Quand il est réduit il passe de jaune à orangé/rouge. A la fin on mesure l'absorbance à 530 nm qui est liée à la quantité de produit formée liée à la concentration en glc. On fait donc une game étalon en double exemplaire. (Glc de concentration variable avec la réaction et on trace la courbe Absorbance selon la quantité de glc.) A=f(nGlc) On doit faire attention au domaine de linéarité. Ensuite on utilise la sol X inconnue. 7 non diluée et 8 diluée au demi. Concentration en mMol/L Dosage de la Vitamine C = Acide ascorbique. On pèse le fruit, on le presse. On complète le jus d'orange à 100mL et celui du citron à 50mL puis on en prends 25mL par binôme. On fait un dosage 'en retour' : on fait agir la VitC (antioxy) du jus avec un oxydant, l'iode 2 qu'on met en excès. Ensuite on dose l'excès par un 3e composé, le thiosulfate de sodium. On fait 2 manip en parallèle : l'essai et le témoin. Essai = V1jus + V2Iode + V3 dosé par le thio Témoin = V1eau + V2Iode + V4 dosé par le thio

Dans l'essai une partir de l'iode réagit avec la VitC et le reste est dosé par V3 thiosulfate, dans le témoin tout est dosé. La VitC existe sous 2 formes qui sont réduite ou oxydée. Oxydée a plus d'oxygène O, réduite à plus d'OH La VitC s'oxyde avec l'iode. I2 + 2e- → 2I1 mol de vitC pour 1 mol d'Iode Thiosulfate de sodium Tétrathionate de sodium Na2 S2 O3 / Na2 S4 O6 (S2 O3-- ) ( S4O6-- ) I2 + 2e- → 2I2Na2 S2 O3 → Na2 S4 O6 + 2Na+ + 2e= I2 + 2Na2 S2 O3 → Na2 S4 O6 + 2NaI 1 mol d'iode pour 2 moles de thiosulfate Le but reste de trouvé le nombre de mole de VitC de base et la teneur en VitC/L pour 100g de fruit. V4 – V3 de thio donne le nombre de mole de thiosulfate. On divise ça par 2 et on trouve n VitC ! Ensuite on cherche la masse de VitC en mg dans 100g de fruit et en mg/L de jus. MvitC = 176 g/mole TP6 Pour le TP6 on va comparer 3 huiles alimentaires. On utilise par exemple la mesure de l'indice d'iode dans les huiles. (=La masse d'iode en g qui peut se fixer sur 100g de corps gras.) Sur les lipides, l'iode se fixe sur les insaturations (doubles liaisons) Selon la teneur en AG insaturés l'indice d'iode va varier. Plus il y a d'insaturations, plus il l'indice d'iode est grand. Essai V1 Huile + V2 iode +V3 thiosulfate Témoin V1 eau + V2 iode +V4 thiosulfate Puis même démarche. Dosage en retour. Donc on détermine n iode et m iode et l'indice d'iode. V1 du poly = V3 et V2 du poly = V4 p est la prise d'essai d'huile, donc l'huile ajoutée. Miode = 254g/mole...