I- La solution hydroalcoolique.

1)-  Les Solutions hydroalcooliques.

a)- Introduction.

-  Les Solutions hydroalcooliques sont utilisées pour désinfecter les mains.

-  Ce sont des antiseptiques.

-  Elles contiennent de l’éthanol, du glycérol, de l’eau oxygénée et de l’eau distillée.

-  Elles s’appliquent sur les mains sèches et ne nécessitent pas de rinçage.

b)- Composition d’une solution hydroalcoolique.

 Tableau :

2)-  Questions :

-  Faire une recherche sur les différentes espèces chimiques présentes dans la solution hydroalcoolique.

-  Déterminer les volumes des différentes espèces chimiques pour préparer 100 mL de solution.

-  Déterminer les masses des différentes espèces chimiques pour préparer 100 mL de solution.

-  Élaborer un protocole expérimental afin de préparer 100 mL de solution hydroalcoolique.

-  Préciser le matériel utilisé et les différentes étapes.  

- Que signifie qsp ?

3)-  Réponses :

-        Eau oxygénée à 10 volumes : peroxyde de dihydrogène.

-  Tableau : Concentration en H₂O₂ : pourcentage massique

-  L’éthanol 96 % :

-  Le glycérol :

-  Eau distillée :

-  Volumes des différentes espèces chimiques pour préparer 100 mL de solution :

-  Volume d’éthanol à 96 % :

-  Le pourcentage en volume de l’éthanol de la solution hydroalcoolique est de 85 %.

-  Pour préparer 100 mL de solution hydroalcoolique, il faut :

-  V_éthanol ≈ 85,0 mL

-  Volume d’eau oxygénée à 10 vol. :

-  V_oxy ≈ 4,00 mL

-  Volume de glycérol :

-   V_gly ≈ 1,50 mL

-  Volume d’eau distillée :

-   Quantité qsp :

-   On rajoute la quantité suffisante d’eau distillée pour obtenir 100 mL de solution hydroalcoolique.

-   Masses des différentes espèces chimiques pour préparer 100 mL de solution :

-   Masse d’éthanol à 96 % :

-   La densité de l’éthanol d_éthanol = 0,81 et la masse volumique de l’eau ρ_éthanol = 1,00 g / mL

-   Or :

-   m_éthanol = ρ_éthanol .V_éthanol

-   m _éthanol = d_éthanol . ρ_eau .V_éthanol ≈ 0,806 x 1,00 x 85

-   m _éthanol ≈ 68,5 g

-   Masse d’eau oxygénée à 10 vol. :

-   m_oxy = ρ_oxy .V_oxy

-   m_oxy = d_oxy . ρ_eau .V_oxy ≈ 1,01 x 1,00 x 4,00

-   m_oxy ≈ 4,04 g

-  Masse de glycérol :

-   m_gly = ρ_gly .V_gly

-   m_gly = d_gly . ρ_eau .V_gly ≈ 1,26 x 1,00 x 1,50

-   m_gly ≈ 1,89 g

-   Masse d’eau distillée : masse nécessaire.

  Protocole expérimental afin de préparer 100 mL de solution hydroalcoolique :

-   Le matériel : une fiole jaugée de 100 mL.

-   Une balance :

-   Pipette graduée de 10 mL, munie de sa propipette.

-   Pipette graduée de 2 mL ou 5 mL, munie de sa propipette.

-    Béchers, erlenmeyer :

  Un mode opératoire :

-   Verser une quantité suffisante d’éthanol 96 % dans un bécher.

-   Placer la fiole jaugée de 100 mL sur la balance et appuyer sur le bouton « Tare ».

-   Verser environ 65 g d’éthanol 96 %.

-   Puis ajuster la valeur avec une pipette.

-   Verser une quantité suffisante d’eau oxygénée 10 vol. dans un bécher de 100 mL.

-   Remplir la pipette graduée de 10 mL.

-   Verser la quantité nécessaire (4,0 mL) dans la fiole jaugée.

-   Verser une quantité suffisante de glycérol dans un bécher de 100 mL.

-   Remplir la pipette graduée de 2,0 mL.

-   Verser la quantité nécessaire (1,5 mL) dans la fiole jaugée.

-   Compléter la fiole jaugée avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

-   On verse la quantité suffisante (q.s.p) d'eau distillée pour compléter la fiole jaugée jusqu'au trait de jauge.

-   Mélanger. La solution hydroalcoolique est prête.

-   q.s.p : quantié suffisante pour :

-   Lors de la manipulation, on verse de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.

-   Il n'est pas nécessaire de connaître le volume exact d'eau distillée versé.

-   Par contre, on connaît les différentes quantités des différents solutés versés et on connaît le volume de la solution obtenue.

II- Principe de la chromatographie.

-   La chromatographie permet de séparer les espèces chimiques présentes dans un mélange homogène.

-   Elle est basée sur la différence de solubilité d’une substance dans deux phases non miscibles :

-   la phase stationnaire (ou fixe) et

-   la phase mobile.

-   Au Lycée, on utilise la chromatographie sur couche mince : C.C.M.

2)-  La phase stationnaire.

-   Dans la chromatographie sur papier, la phase fixe est constituée par de la cellulose ou par une fine couche de silice hydratée.

-   Ce « papier » sert de support à la phase mobile.

3)-  La phase mobile ou éluant.

-   C’est un solvant dans lequel les constituants du mélange sont plus ou moins solubles.

-   L’éluant migre le long de la phase fixe par capillarité en entraînant plus ou moins fortement les constituants d’un mélange à analyser.

-   C’est le phénomène d’élution.

-   Remarque : l’éluant ne doit pas réagir avec les constituants à analyser.

-   Il est choisi en fonction de son attitude à dissoudre différemment les constituants du mélange à analyser.

4)-  Vitesse de déplacement ou rapport frontal R_f.

-   La séparation des composants, entraînés par la phase mobile résulte de leur différence de solubilité entre les deux phases.

-   Les composés dissous déposés se fixent sur la phase fixe pour s’en arracher et monter avec la phase mobile.

-   Chaque constituant du mélange se déplace avec sa propre vitesse derrière le front du solvant.

-   Une fois la migration terminée, on détermine pour chaque constituant, la vitesse de déplacement ou le rapport frontal R_f.

-    .

III- Technique de la chromatographie sur couche mince (C.C.M).

1)-  Introduction.

-   La phase fixe :

-   On travaille avec plus de finesse en utilisant une phase fixe élaborée :

-   Il s’agit d’un absorbant en poudre (alumine, silice, …) déposé dans un gel en couche fine sur un support (plaque d’aluminium, verre, film plastique, …).

-   La phase mobile :

-   C’est toujours un éluant liquide choisi en fonction de l’absorbant et des composés à séparer.

2)-  Mode opératoire :

   a)- La plaque pour chromatographie :

-   Prendre une plaque pour chromatographie 5 cm x 3 cm (environ).

-   Ne pas toucher avec les doigts.

-   Tracer délicatement au crayon de papier un trait léger à 1 cm du bas de la feuille.

-   Déposer les gouttes de substance à analyser sur le trait à l’aide de piques en bois.

-   Chaque dépôt doit être espacé d’un cm au moins.

-   Repérer en haut de la feuille la position et la nature des différents dépôts.

   b)- L’éluant :

-   Il est placé dans un bécher de 100 mL.

-   La hauteur de l’éluant dans le bécher doit être faible afin de ne pas immerger les différents dépôts.

-   Couvrir le bécher d’un verre de montre afin de saturer l’intérieur du bécher en vapeur d’éluant.

   c)- Réalisation de la chromatographie :

-   On place la plaque côté trait de crayon vers le bas dans le bécher et on recouvre du verre de montre.

-   Laisser monter l’éluant jusqu’à 1 cm du haut de la plaque environ.

-   Sortir la plaque délicatement et la laisser sécher.

   d)- Révélation :

-   Elle peut se faire à la lumière naturelle ou sous éclairage U.V.

IV- Chromatographie des colorants.

1)-  Préparation de l’éluant.

-   Prendre un bécher de 100 mL et verser 1 mL d’éthanol et 5 mL d’une solution aqueuse de chlorure de sodium à 40 g / L.

-   Couvrir le bécher avec le verre de montre.

2)-  Préparation du support.

-   Prendre une plaque pour chromatographie de 5 cm x 3 cm.

-   Tracer  délicatement un trait léger au crayon de papier à 1 cm du bas de la feuille.

-   Repérer trois points équidistants sur ce trait.

-   Déposer à l’aide d’une pique en bois, une petite goutte de colorant jaune J,

-   une petite goutte de colorant bleu B et une petite goutte de colorant vert V.

-   Noter en haut de la feuille la position et la nature des différents dépôts.

3)-  La révélation.

4)-  Exploitation.

-   Repérer avec un crayon de papier la position finale de l’éluant.

-   Observations. remarques. Conclusions.

-   Calculer le rapport frontal R_f pour chaque constituant.

Animation : réalisation d'une C.C.M

V- Conclusion.

-   Qu’est-ce que la chromatographie ? à quoi sert-elle ?