LES TICE EN CHIMIE 9h-10h30 : Les capteurs en chimie Comment étalonner un capteur ? 10h30-12h : Réalisations d’étalonnages 12h : repas 13h30-16h30 : Ateliers tournants Mise en oeuvre des différents capteurs JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 1 Les capteurs en chimie Les grandeurs à mesurer sont en général • Un pH • Une conductivité • Une pression • Une absorbance • Une température La carte d’interfaçage ne mesure que des tensions, d’où la nécessité d’utiliser des appareils de mesure à sortie analogique. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 2 Principe de l’étalonnage Pour étalonner, il faut connaître la relation qui existe entre la grandeur chimique et la tension mesurée aux bornes de la sortie analogique du pH-mètre, thermomètre,… . A partir de cette relation, on peut étalonner l’ordinateur pour qu’il donne directement la valeur de la grandeur chimique à mesurer. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 3 Vous ne connaissez pas votre capteur… Le graphe montre que 2 pH points suffisent pour réaliser le lien pH – U, 15 Il faut établir la relation grandeur – tension à partir de c’est-à-dire l’étalonnage. mesures. 10 Par exemple : Un voltmètre, votre capteur et quelques solutions plus 7.01 tard, vous obtenez, par exemple, pour pH =U7 =– 010*U. V, pH = 7 et 5 pour U = 1 V pH = - 3. 0 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 U (V) -3.05 -5 -10 5.97E-5 JL Bousquet & J Lévy 0.997 Stage CAFA du 3 avril 2007 4 Il y a des indications sur le capteur… Exemple 1: sur le conductimètre, on lit • - 2,5 V / + 2,5 V • 0 / 2 mS Les 2 points sont donnés (0 mS; - 2,5 V) et (2 mS; 2,5 V). Exemple 2 : sur le baromètre, on lit • 1 mV / hPa Il faut comprendre (0 hPa; 0 V) et (1 hPa; 1 mV). JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 5 Que faire des 2 points ? Le logiciel d’acquisition prévoit un emplacement pour saisir ces 2 points. Ensuite s’affiche directement la valeur de , du pH … JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 6 Plus rapide mais moins précis… C’est l’étalonnage interactif où les 2 points sont enregistrés directement par l’ordinateur. Exemple : dans le cas du pHmètre, on utilise 2 solutions tampons (pH = 4 et pH = 7) et pour chacune on enregistre la valeur de la tension lue par l’ordinateur. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 7 Si vous êtes bien équipés… Il vous suffit de connecter le capteur sur l’interface pour qu’il soit automatiquement reconnu et étalonné. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 8 Une petite pause ? JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 9 A vous de jouer ! Vous pouvez réaliser l’étalonnage d’un … • pH-mètre • conductimètre • baromètre • thermomètre • spectrophotomètre JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 10 Protocole d’étalonnage Connecter un voltmètre sur la sortie analogique de l’appareil. Faire varier de façon quelconque la grandeur chimique. Relever dans un tableur (Regressi) la valeur affichée et la tension correspondante. Tracer le graphe grandeur = f(U) et modéliser par une droite. Noter les paramètres de l’équation modèle. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 11 Comment utiliser Regressi ? Pour créer un tableau de valeurs : Pour obtenir un graphe: •Fichier Nouveau Clavier •Dans coordonnées •Entrer les symboles des grandeurs et leurs unités. Placer U en abscisse et la grandeur en ordonnée •Compléter le tableau. •Mode graphe •Modéliser par une droite et ajuster. •Noter les valeurs des coefficients a1, b1,… . JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 12 Bon appétit ! JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 13 Les ateliers tournants Poste 1 : Loi de Beer-Lambert Poste 2 : Domaines de prédominance Poste 3 : Dosage pH-métrique Poste 4 : Changement d’état Poste 5 : Loi de Boyle-Mariotte Poste 6 : Dosage conductimétrique Poste 7 : Dosage spectrophotométrique Poste 8 : Spectre d’absorbance JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 14 Les ressources en ligne De plus en plus de ressources sont accessibles sur des sites officiels de l’EN. • Site académique : http://www.ac-limoges.fr/physique-chimie/ • Moteur de recherche inter-académique : Les nouveautés apparaissent sur les pages d’accueil des sites académiques. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 15 Et voilà, c’est déjà fini ! Merci de remplir l’enquête proposée par le CAFA. Nous restons à votre disposition sur le site académique sur lequel vous retrouverez ce document. Au revoir et bon retour. JL Bousquet & J Lévy Stage CAFA du 3 avril 2007 16