\documentclass[10pt,a4paper]{article}

\usepackage{agrphy}

\title{LC06 Dosages}
\date{\today}

\begin{document}

\titre{MONNET Benjamin}{}{}{}



\subsection*{Niveau : L3}



\subsection*{Commentaires du jury}




\subsection*{Bibliographie}
\begin{tabular}{@{\livre}p{0.48\linewidth} @{\ $\longrightarrow$ \ }p{0.48\linewidth}}
\textit{Ts Hachette}, \textbf{Dulaurans}  & Le cours \\
\textbf{JFLM} & dosage du Dakin \\
\textit{Physique-chimie TS -programme 2012}, \textbf{Bordas} & Dosage du vinaigre \\
\end{tabular}

\noindent
\begin{minipage}[t]{0.48\linewidth}



\subsection*{Prérequis}
\begin{itemize}[label=\ding{226}]
 \item Loi de Kohlrausch
 \item Loi de Beer-Lambert
 \item Tableaux d'avancement
 \item Acide/base et notion de pH
\end{itemize}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.48\linewidth}
\subsection*{Expériences}
	\begin{itemize}[label=\Coffeecup]
	\item Dosage par étalonnage d'un solution Dakin
	\item Dosage d'un vinaigre commercial
	\end{itemize}
\end{minipage}



\tableofcontents
\pagebreak




\section*{Introduction}
J'ai devant moi une solution de Dakin, qui est un antiseptique. On aimerait savoir ce qui constitue cette solution et en quelle quantité mais comment faire ? Nous allons faire une dosage.

\textbf{Définition} : un dosage consiste à déterminer aussi précisément que possible la concentration d'une espèce dissoute en solution.

\transition{Nous allons présenter les différents types de dosage existants ainsi que leur fonctionnement}


\section{Dosage par étallonage}
\subsection{Définition}
\textbf{Définition} : un dosage par étalonnage permet de déterminer la concentration d'un espèce en comparant une caractéristique de la solution à un groupe de solution étalon.

Il faut donc une grandeur physique influencée par l'espèce dont on veut déterminer la concentration. Cela peut être l'absorbance ou bien la conductivité. Comme on compare la solution d'intérêt à un groupe étalon, on ne modifie pas sa composition. Un dosage par étalon a donc un bon côté qu'il se doit d'être souligner : c'est une méthode \textbf{non destructrive}.

\subsection{Application à la solution de Dakin}
\textbf{C'est intéressant de faire le bleu de patenté dans le sirop de menthe parce qu'on peut vérifier que c'est en dessous de la dose journalière admise pour un humain}

Revenons maintenant sur la solution de Dakin que j'ai montré dans l'introduction. On voit que cette solution est coloré. Cela est lié à la présence d'ions permanganate $MnO_4^-$ qui done cette couleur rose. La solution de Dakin est en fait formée d'ions hypochlorites CLO$^-$, de dihydrogénate de sodium NaHCO$_3^-$ et de permanganate de potassium. Etant donné que la solution est colorée, nous allons en profiter pour utiliser un dosage par étalonnage spectrophotométrique. On rappelle donc la loi de Beer-Lambert (donner les limites ?) :

\[
A=kC
\]

Ici, C est la concentration de permanganate et c'est bien la seule espèce à absorber dans le visible dans le bécher.

\experience{Dosage par étalonnage du Dakin}{JFLM p468}{5 min}{
Préparer au préalable une échelle de teinte dans la gamme de concentration qui nous intéresse : de $10^{-5}$ à $10^{-4}$ mol/L. Garder précieusement chaque bécher avec la concentration.

Faire le blanc sur le spectro, exregistrer le spectre pour déterminer le $\lambda$ de travail.

Déterminer la courbe étalon.

Devant le jury : montrer le spectre puis de mesurer la solution Dakin et conclure sur la concentration. Comparer avec les différentes solutions dilués dès le début pour prédire le résultat attendu.
}


\textit{Rappel} : pour la conductivité, loi de Kolrausch

\section{Dosages par titrage direct}
\subsection{Définition}
\textbf{Définition} : un dosage par titrage exploite une réaction chimique totale, rapide et unique.

L'idée est de faire réagir l'espèce dont on souhaite déterminer la concentration avec une autre espèce dont on connait la concentration. La réaction engendrega alors une modification de caractéristiques physico-chimiques qui permettra de remonter à la concentration voulue.

\subsection{Equivalence}
\textbf{Définition} : l'équivalence d'un titrage correspond à un mélange stoechiométrique du réactif titrant et du réactif titré, qui sont alors tous les deux consommés (la réaction étant totale).

Prenons un exemple concret : le dosage de l'acide éthanoïque par la soude.

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{titrage.pdf}
\end{center}

$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
&
\multicolumn{1}{|c!{\makebox[0pt]{+}}}{Ch_3COOH_{aq}}
&
\multicolumn{1}{c!{\makebox[0pt]{$\leftrightharpoons$}}}{HO^-_{aq}}
&
\multicolumn{1}{c!{\makebox[0pt]{+}}}{CH_3COO^-_{aq}}
&
H_2O_{(l)}
\\
\hline
\text{état initial} & n_i & 0 & 0 & excès\\\hline
\text{état intermédiaire} & n_i-[HO^-]V & 0 & [HO^-]V & excès\\\hline
\text{équivalence} & n_i-[HO^-]V_{eq}=0 & 0 & [HO^-]V_{eq}=n_i & [HO^-]V_{eq}=n_i\\\hline
\end{array}$


L'équivalence est donc définie par $n_i = [HO^-]V_{eq}=[CH_3COOOH]V_0 \leftrightarrow [CH_3COOOH]=\frac{[HO^-]V_{eq}}{V_0}$

\transition{
Il ne manque plus qu'à trouver des méthodes permettant de repérer cette équivalence
}

\section{Repérage de l'équivalence}
\subsection{Dosage du vinaigre}
\experience{Titrage de l'acide acétique dans le vinaigre}{Bordas}{}{
Diluer 10 fois le vinaigre commercial. Prélever 10mL et ajouter 20mL d'eau et quelques gouttes de phénolphtaléine. Mesure de la conductivité et du pH en fonction du volume. Attention au changement de couleur.
}

Nous allons montrer les différentes méthodes de suivi en nous basant sur le dosage de l'acide acétique que nous avons évoqué plus tôt.

\subsection{Dosage par pH-métrie}
Au fur et à mesure que le dosage avance, on rajoute de la soude donc on s'attend à ce que le pH augmente. On rappelle la relation :

\[
pH = pKa + log \left( \frac{[Ch_3COO^-]}{[CH_3COOH]} \right)
\]

Avant l'équivalence, les deux espèces sont présentes et on se situe alors à $pH \approx pKa$. Après l'équivalence, $[CH_3COOH] \approx 0$ et du coup le pH augmente brutalement.


Exploitation de l'expérience.

\subsection{Dosage par colorimétrie}
Comme on vient de le voir, le pH change brutalement. On peut donc aussi utiliser un indicateur coloré pour repéré l'équivalence. Il s'agit d'une espèce dont la couleur change avec le pH de la solution. 

\subsection{Dosage par conductimétrie}
Rappeler la loi de Kolrausch. Expliquer les différentes portions de courbes.

\[
\sigma = \lambda_i \times c_i = = \lambda_{HO^-} [HO^-] +\lambda_{CH_3COO^-} [CH_3COO^-]
\]

\begin{itemize}
 \item $\lambda_{HO^-} = 19,8 mS.m^2mol^{-1}$
 \item $\lambda_{CH_3COO^-} = 4,1 mS.m^2mol^{-1}$
\end{itemize}

On s'attend donc à ce que la conductivité croisse lentement au début puis rapidement après l'équivalence.

\subsection{Petit extras}
Si il y a le temps, on peut simuler le dosage sur Dozzzaqueux avec les domaines de prédominance de la phénolphtaline pour voir le changement.

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.3]{test.PNG}
\end{center}

\section{Version 30 minutes}
Suffit de pas faire les expériences et présenter les graphes je pense.

\section*{Questions}
\begin{itemize}
 \item Quelles difficultés il peut y avoir sur le dosage du bleu de patenté ? \textit{La solution est verte alors qu'on a un truc bleu. Donc y'a sûrement du jaune dedans aussi.} Du coup il faut vérifier quoi avec cette expérience ? \textit{Il faut que l'espèce jaune absorbe peut à la longueur de travail}
 \item Un nom de colorant alimentaire jaune ?
 \item Pour Beer-Lambert, modèle affine ou linéaire ? \textit{Affine pour vérifier qu'on passe par zéro.} Et si ça passe pas par zéro, ça indique quoi ? \textit{Une autre espèce qui absorbe à cette longueur d'onde ?}
 \item Qu'est ce que vous conseillerez à vos étudiants pour être sûr qu'ils se trompent pas en conductimétrie ? Des difficultés pour lire les valeurs affichées par le conductimètre ? \textit{Valeurs dépendent de la température. Attention aux unités affichées par le conductimètre.}
 \item Quelle est la difficulté en conductimétrie pour les élèves si on ajoute par exemple sur sulfate de potassium ($K_2SO^4$) ? \textit{On a des coefficients stœchiométriques donc il faut prendre en compte le fait que l'on a 2 moles d'ions K$^+$ par mole du composé.}
 \item C'est quoi le problème avec la dilution (il a dis on dilue pour pas avoir à corriger avec le volume versé) ? \textit{Conductimétrie : courbe plus plate. pHmétrie : saut de pH moins grand.} Comment s'en passer du coup ? \textit{On peut corriger chaque valeur avec le volume versé}
 \item En pratique la courbe de dosage elle est symétrique ou pas ? \textit{Elle l'est que pour le dosage d'un acide fort avec une base forte ou inversement.}
\end{itemize}


\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{Questions.PNG}
\end{center}

Réponse à certaines questions :
\begin{itemize}
 \item Les acides aminés essentiels sont des acides aminés qui ne peuvent être synthétisés par l'organisme et qui sont essentiels à sa croissance et son entretien. Ils se trouvent dans l'alimentation. On peut en trouver une liste en cherchant dans google mais y'a toujours H$_2$N-CHR-COOH avec R un groupe qui change selon l'acide aminé.
 \item On protège une fonction carbonyle avec un diol en milieu acide
 \item NaBH4 sur éthanol : Réaction acido-basique ? Ah non c'est l'histoire du B qui se lie avec les oxygènes
 \item La présence de sel fait diminuer la solubilité des autres espèces dans l'eau. On récupère mieux les solides du coup
 \item "Un équilibre chimique est le résultat de deux réactions chimiques antagonistes simultanées dont les effets s'annulent mutuellement" d'après wiki
 \item "La distillation fractionnée, aussi appelée rectification, est un procédé de séparation par fractionnement. Son but est de séparer les différents constituants d'un mélange de liquides miscibles, possédant des températures d'ébullition différentes." En réalité azéotrope...
 \item Question chimie verte dans la leçon chimie durable
 \item Chauffage = rendement ? Dépend de si la réaction est exo ou endo thermique.
\end{itemize}

\section*{Remarques}
\begin{itemize}
 \item Parler de liens grandeurs physiques/concentration. Insister peut être dessus en conclusion
 \item Pour le repérage de l'équivalence l'exemple du permanganate est bien pour les coefficients stœchiométriques !
 \item Plus on est proche de l'équivalence, plus la courbe est symétrique
 \item Insister sur les contre ions dans la conductimétrie
\end{itemize}




\end{document}
