TP : Déterminer une concentration

La bouillie bordelaise est un fongicide dont la couleur bleue est due à la présence de sulfate de cuivre dissous en solution aqueuse. Son utilisation est autorisée en  agriculture biologique mais la concentration en masse de sulfate de cuivre alors recommandée est de 4,0 g.L-1.


Un agriculteur retrouve une cuve de bouillie bordelaise dont il nous a fourni un échantillon (récipient de droite). On dispose d'une solution de concentration connue (récipient de gauche).


L'agriculteur peut-il s’en servir pour son agriculture biologique ?

deux solutions de sulfat de cuivre dont on cherche la concentration

Documents

Document 1 : Échelle des teintes

Une échelle de teintes est constituée de plusieurs solutions colorées de concentrations différentes mais connues. Pour comparer les teintes des différentes solutions celles-ci sont versées dans des contenants identiques. On peut alors donner un encadrement de la solution en masse inconnue par  comparaison des différentes teintes.


On prépare l'échelle de teinte en diluant une solution "mère" qui a une concentration en masse connue afin d'obtenir une solution "fille".

échelle des teintes
Document 2 : Réaliser une dilution

Pour réaliser une dilution il faut procéder par étapes :

etapes de la dilution
  1. Prélever un volume connu de solution mère
  2. Placer ce volume dans la fiole jaugée (volume de solution fille)
  3. Compléter la fiole avec de l'eau distillée aux 3/4
  4. Mélanger la solution
  5. Compléter la fiole avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge (on peut utiliser une pipette plastique pour le faire à la goutte)
  6. Homogénéiser la solution

Étude expérimentale

On souhaite déterminer la concentration en sulfate de cuivre de la solution contenue dans la cuve de l'agriculteur. Pour cela on dispose d'une solution préparée au laboratoire de concentration 20 g/L.

Afin de faire une échelle des teintes, on a besoin de remplir à moitié des tubes à essai contenant chacun 10 mL de solution de concentration connue. On s'impose deux contraintes lors de chaque dilution :

  • On privilégie la plus petite fiole jaugée.
  • On utilise le moins possible de solution mère.


Matériel à disposition :

  • Pipettes jaugées (mL) : 1 ; 2 ; 5 ; 10 ; 20 ; 25
  • Fioles jaugées (mL) : 25 ; 50 ; 100  
Questions :

Pour chaque question ci-dessous on précisera :

  • Facteur de dilution
  • Concentrations CMère et Cfille
  • Volumes VMère et Vfille.

Ces données pourront être rassemblées dans un tableau.

  1. Réaliser par dilution une solution de concentration 4 g/L.
  2. Réaliser par dilution une solution de concentration 1 g/L.
  3. Réaliser par dilution une solution de concentration 10 g/L.
  4. A partir de la solution précédente réaliser une solution de concentration 5 g/L puis 2,5 g/L.
  5. Expliquer le principe des dilutions successives.

CORRECTION

1. Pour obtenir une solution de concentration 4 g/L il faut diluer la solution de départ (mère) 5 fois. Le volume de la fiole devra être 5 fois plus grand que celui de la pipette jaugée.

  Fiole jaugée : 25 mL

  Pipette jaugée : 5 mL

facteur de dilution

2. Pour obtenir une solution de concentration 1 g/L il faut diluer la solution de départ (mère) 20 fois. Le volume de la fiole devra être 20 fois plus grand que celui de la pipette jaugée. 

  Fiole jaugée : 100 mL

  Pipette jaugée : 5 mL

3. Pour obtenir une solution de concentration 10 g/L il faut diluer la solution de départ (mère) 2 fois. Le volume de la fiole devra être 2 fois plus grand que celui de la pipette jaugée. 

  Fiole jaugée : 50 mL

  Pipette jaugée : 25 mL

4. Plutôt que partir de la solution mère à 20 g/L on peut utiliser une des solutions préparées précédemment. Si une solution diluée 2 fois est à nouveau diluée 2 fois cela donnera une solution 4 fois plus diluée que la solution de départ. Si on la dilue encore 2 fois cela donnera 8 fois moins etc.

C'est le principe des dilutions successives.

résultat des observation du tp sur l'échelle des teintes

On voit ici que la solution inconnue a une concentration comprise en celle de la solution 2 et celle de la solution 3.

  • La solution 2 avait été diluée d'un facteur 2 (pipette de 10mL dans fiole de 20mL), sa concentration est donc de 20/2=10g/L
  • La solution 3 avait été diluée d'un facteur 5 (pipette de 10mL dans fiole de 50mL), sa concentration est donc de 20/5=4g/L

On en conclut que la solution inconnue a une

concentration comprise entre 4 et 10 g/L

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