TP : Quelle est la composition d`un sirop de menthe

Analyse spectrale / la spectroscopie UV-visible
TP TS : Quelle est la composition d’un sirop de menthe ?
Document 1 : A propos des colorants alimentaires.
Différents colorants peuvent-être utilisés pour colorer les sirops et jus de fruits du commerce. Les colorants
alimentaires sont des produits ajoutés aux produits alimentaires de base dans le but d'en améliorer l'aspect.
Lorsqu’ils sont autorisés d’emploi dans l’Union Européenne, ils sont repérés par un code E1xx. Voici un tableau de
quelques colorants utilisés dans l’industrie alimentaire.
(1)
Nom
Code
alimentaire
Couleur
Tartrazine
E102
Jaune
Azorubine
E122
Rouge
Bleu Patenté V
Bleu brillant
Chlorophylles
E131
E133
E140
Bleu
Bleu
Vert
Dose journalière admise (DJA)
mg/kg.m.c (1)
7,5 (interdit en Norvège, Autriche, Finlande
et USA)
4,0 (Interdite au Japon, en Norvège, en
Autriche et aux USA)
2,5
10 (interdit dans plusieurs pays européens)
Admis sans DJA
Dose journalière admissible en milligramme par kilogramme de masse corporelle
Les colorants ne sont pas toujours inoffensifs pour la santé. Certains possèdent d’ailleurs une dose journalière
admissible (DJA) : c’est la dose de colorant à ne pas dépasser, calculée pour une personne adulte d’environ 70 kg. Le
risque de dépassement de ces doses est encore mal connu sur l’homme, mais on soupçonne l’apparition d’irritations,
de troubles de l’attention voir de cancers en cas de doses trop fortes.
Comme ces colorants sont très utilisés dans les bonbons, voilà une bonne raison pour ne pas en abuser !
Document 2 : Formules de colorants alimentaires :
E 102 jaune de Tartrazine
E 133 bleu brillant
Document 3 : spectres d’absorption de différents colorants.
E 131 bleu patenté
Analyse spectrale / la spectroscopie UV-visible
620 nm
Document 4 : Rosace des couleurs :
(Voir en couleur livre p 93)
750 nm
580 nm
Orange
Rouge
Jaune
Violet
Vert
400 nm
530 nm
Bleu
465 nm
Document 5 : Courbes d’étalonnage pour la tartrazine (colorant E102) à 450 nm :
A
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
2
4
6
8
10
12
14
c (µmol.L -1)
Document 6: Matériel disponible lors de la séance de travaux pratiques
• Solutions du colorant E131 de diverses concentrations: 2,0.10–6 mol.L–1 ; 4,0.10–6 mol.L–1 ; 6,0.10–6 mol.L–1 ;
8,0.10–6 mol.L–1 ; 10,0.10–6 mol.L–1 ; 12,0.10–6 mol.L–1 ; 14,0.10–6 mol.L–1 ; 16,0.10–6 mol.L–1 ;
• Spectrophotomètre et son logiciel d’exploitation (SPID-HR). Une notice d’utilisation est jointe.
Remarque : pour des absorbances supérieures 1,5, les résultats donnés par les spectrophotomètres du lycée sont
aberrants et donc ne peuvent être pris en compte
• Une cuve d’épaisseur 1 cm pour la mesure d’absorbance.
• Verrerie essentielle de chimie (béchers, erlenmeyers, pipette simple…)
• Fiole jaugée de 50,0 mL
• Pipette jaugée de 5,0 mL
• Sirop de menthe
• Colorant E102, E131 et 133
Analyse spectrale / la spectroscopie UV-visible
Compte-rendu
Question préliminaire : Justifier la coloration des molécules des colorants E102, E131 et E133.
I. La coloration d’un sirop de menthe est-elle due à un ou plusieurs colorants ?
Dans le commerce, il est possible de trouver des sirops de menthe pour lesquels il est mentionné les colorants
utilisés. Par exemple :
Sirop A :
Sirop B :
E102-E133
•
Proposer et décrire une démarche expérimentale simple que l’on pourrait mettre en œuvre pour
identifier les colorants contenus dans le sirop de menthe proposé.
•
Comment expliquer, en termes de radiations colorées, la couleur verte prise par une solution de sirop de
menthe ?
II. Quelles sont les concentrations de chaque colorant dans le sirop ?
•
Proposer un protocole permettant de connaitre la concentration de chaque colorant contenu dans le sirop
de menthe B.
Rappeler la loi utilisée et le nom de la méthode. Justifier le choix de la méthode.
•
Le mettre en œuvre pour le colorant bleu patenté V E131.
•
Expliquer pourquoi la longueur d’onde de travail choisie pour la courbe d’étalonnage de la tartrazine E102
n’est pas au maximum d’absorbance mais à 450 nm.
•
Conclure en donnant les concentrations molaires de ces 2 colorants dans le sirop.
III. Ce sirop de menthe est-il dangereux pour la santé ?
Combien de verres (de 20 cL) de sirop de menthe dilué 10 fois peut boire une personne de 70 kg sans risque
majeur pour la santé ?
Masse molaire Bleu patenté V E131 : 1160 g.mol–1.
Masse molaire jaune tartrazine E102 : 534,4 g.mol–1.
Analyse spectrale / la spectroscopie UV-visible
Résolution de problème :
Un sirop de fraise du commerce est coloré en utilisant les colorants E102 et E122
On réalise, lors d’une expérience en laboratoire, le spectre d’absorption d’un sirop de fraise dilué 10 fois. Le
résultat est fourni ci-dessous.
Quelle est la composition de ce sirop de fraise ?
Combien de verre (de 20 cL) de ce sirop dilué 10 fois peut boire une personne de 70 kg sans risque
majeur pour la santé ?
Documents complémentaires à ceux du TP :
Analyse spectrale / la spectroscopie UV-visible
Liste de matériel :
Solutions :
• Solution mère de bleu patenté (2 L pour toutes les classes) : concentration massique 58 mg pour 500
mL soit une concentration molaire de 2,00.10–4 mol.L–1 en ion A–
•
Solution mère de tartrazine (2 L pour toutes les classes) : 21 mg dans 200 mL ;
soit 2,00.10–4 mol.L–1
• Gamme étalon du bleu patenté (1,5 L pour chaque solution pour toutes les classes):
2,0.10–6 mol.L–1 (1 mL de solution mère dans 100 mL); 4,0.10–6 mol.L–1 (2 mL de solution mère dans 100 mL);
6,0.10–6 mol.L–1 (3 mL de solution mère dans 100 mL); 8,0.10–6 mol.L–1 (4 mL de solution mère dans 100 mL) ;
10,0.10–6 mol.L–1 (5 mL de solution mère dans 100 mL) ; 12,0.10–6 mol.L–1 ; 14,0.10–6 mol.L–1 ; 16,0.10–6 mol.L–1
• Sirop de menthe reconstitué (2,5 L pour toutes les classes) : mélange 50 / 50 de la solution mère de
bleu patenté et de la solution mère de tartrazine.
•
Eluant : mélange 80 % eau salée ; 20 % éthanol
Fiche de matériel paillasse élève :
• Fiole jaugée de 50,0 mL
•
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•
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•
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•
•
•
•
•
•
•
•
Pipette jaugée de 5,0 mL
Bécher de 25 mL
Erlenmeyer 25 mL
Bécher poubelle
Pipette simple
Eau distillée
Flacons compte- gouttes avec les solutions de colorant E131 de diverses concentrations :
2,0.10–6 mol.L–1 ; 4,0.10–6 mol.L–1 ; 6,0.10–6 mol.L–1 ; 8,0.10–6 mol.L–1 ; 10,0.10–6 mol.L–1 ;
12,0.10–6 mol.L–1 ; 14,0.10–6 mol.L–1 ; 16,0.10–6 mol.L–1
Spectrophotomètre à fibre optique
Cuve pour spectrophotomètre
Plaque CCM ou bande de papier whatman
Capillaires
Cuve de chromatographie avec éluant (< 1cm)
Un flacon de sirop de menthe reconstitué.
Colorants alimentaires vahiné (jaune E 102et bleu E133) et bleu patenté concentré dans petit tube
plastique étiqueté