Ae 10 dilution - Enseignement des Sciences Physiques

Seconde_Thème 2_LA SANTE
AE 10_Préparation d’une solution par dilution
PREPARATION D’UNE SOLUTION PAR DILUTION
Objectifs :
- Préparer une solution de concentration donnée par dilution.
- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce.
Mme Sick a une défense immunitaire assez faible. A cause de cela, elle est obligée de désinfecter
chacune de ses plaies. A cet effet, elle utilise de l’eau de Dakin.
Elle suppose que la concentration de ce désinfectant doit être bien importante pour lutter contre sa propre
faiblesse. Mais combien vaut-elle ?
Document 1 :
L’eau de Dakin
L’eau de Dakin est un médicament antiseptique liquide utilisé pour désinfecter et laver les plaies et
les muqueuses. C’est un américain, Henry Dakin, qui la fabrique au début du XXème siècle pour soigner les
soldats lors de la première guerre mondiale.
Le constituant essentiel est l’eau de Javel, mais la teinte violette de cette solution aqueuse lui est conférée
par les ions permanganate (de formule MnO4-) qu’elle contient et qui servent à la stabiliser. Leur
concentration dans cette solution aqueuse est comprise entre « 0,4.10-2 g/L » et « 1,6.10-2 g/L ».
L’étiquette d’un flacon d’eau de Dakin indique la composition suivante :
- 15 g de Na2CO3 ;
- eau de Javel, q.s.p. avoir 5 g de chlore actif soit 5,25 g de NaClO et 4,12 g de NaCl ;
- permanganate de potassium KMnO4 ;
- eau bouillie froide en q.s.p. que le volume total soit de 1 L.
q.s.p. : quantité suffisante pour
Document 2 :
La dilution
Diluer une solution consiste à ajouter du solvant (très souvent de l’eau) dans le but de diminuer la
concentration de la solution de départ (appelée solution mère). La solution obtenue (appelée solution fille)
est donc moins concentrée.
C’est ce que l’on fait lorsqu’un sirop a un goût trop « fort », trop sucré : on rajoute de l’eau pour le … diluer.
Document 3 :
Le facteur de dilution
Soit une solution mère de concentration cm,mère trop concentrée que l’on souhaite diluer pour
obtenir une solution fille de concentration massique cm,fille (< cm,mère).
Soient Vmère le volume de solution mère qu’il faut prélever et Vfille le volume de solution fille que
l’on souhaite avoir au final.
Le facteur de dilution correspond au nombre de fois que l’on dilue la solution mère pour préparer la
solution fille. Par définition, le facteur de dilution est égal à :
Document 4 :
𝑽
𝑭 = 𝑽 𝒇𝒊𝒍𝒍𝒆 =
𝒎è𝒓𝒆
𝑪𝒎,𝒎è𝒓𝒆
𝑪𝒎,𝒇𝒊𝒍𝒍𝒆
(> 1)
Matériel à votre disposition
La solution commerciale d’eau de Dakin ; des tubes à essais identiques avec le porte-tube ; une
solution de permanganate de potassium de concentration cm = 0,16 g/L ; une pipette graduée de 10 mL ;
une propipette ; des fioles jaugées de 50 mL et 100 mL ; une pipette jaugée de 5,0 mL ; une pissette d’eau
distillée ; des pots de yaourt.
M.Meyniel
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Document 5 :
AE 10_Préparation d’une solution par dilution
Protocole de dilution




……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………
Document 6 :
L’échelle de teintes
L’échelle est constituée d’un ensemble de solutions contenant une même espèce chimique colorée
en solution et dont les concentrations sont connues.
Elle permet alors de déterminer la concentration d’une solution contenant la même espèce colorée à une
concentration inconnue par comparaison des teintes.
Solution de
Echelle
Les solutions filles S1, S2, S3, … de l’échelle de teintes
sont préparées par dilution d’une solution mère S0 :
concentration
inconnue
de teintes
Travail à effectuer
a. D’après les documents 2 et 3, déterminer les évolutions de la masse m de soluté dissous, du
volume V de la solution et de sa concentration massique cm en soluté.
En déduire une relation entre les différentes grandeurs cm,fille , Vfille , cm,mère et Vmère . Justifier.
Retrouver alors l’expression du facteur de dilution.
b. Compléter le document 5.
c. Proposer un protocole détaillé (calculs inclus !) permettant de déterminer la concentration cDakin en
ions permanganate de l’eau de Dakin.
d. Après vérification par le professeur, regrouper vous avec un autre binôme et réaliser une dilution par
personne.
Conclure votre travail en établissant un encadrement de la concentration cDakin en ions permanganate
de l’eau de Dakin.
M.Meyniel
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Matériel :
AE 10_Préparation d’une solution par dilution
par binôme : - bécher de 50 mL
- 1 pot de yaourt
- 2 tubes à essais
- portoir à tubes à essais
- propipette
- pipette jaugée de 20 mL + pipette graduée de 20 mL
- pipette jaugée de 5 mL + pipette jaugée de 10 mL
- fiole jaugée de 50 mL + bouchon
- fiole jaugée de 100 mL + bouchon
professeur :
- Solution de Dakin
- solution de permanganate de potassium C = 0,16 g.L-1 = 1.10-3 mol.L-1
Faisable aussi avec Alodont à 4 mg/L
Concentrations
solutions filles
cm,fille1 = 16 mg.L
Vfille (mL)
50
100
100
100
Vmère (mL)
5
7,5
5
2,5
Facteur de dilution
M.Meyniel
-1
cm,mère / cm,fille1 = 10
cm,fille2 = 12 mg.L
-1
cm,mère / cm,fille2 = 13
cm,fille3 = 8,0 mg.L
cm,mère / cm,fille3 = 20
-1
cm,fille4 = 4,0 mg.L
-1
cm,mère / cm,fille4 = 40
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