Le contrôle qualité par dosage Thème : Agir, défis du XXIème siècle

Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Le contrôle qualité par dosage
Thème : Agir, défis du XXIème siècle
Pierre-Henry Suet†
† Les
Francs-Bourgeois
Année scolaire 2015-2016
Dosage par étalonnage
Outline
1
Dosage par étalonnage
Etalonnage par spectrophotométrie
Etalonnage par conductimétrie
2
Dosage par titrage
Réaction de titrage
Par pH-métrie
Par concuctimétrie
Dosage par titrage
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Qu’est-ce qu’un dosage par étalonnage ?
Réaliser un dosage par étalonnage consiste à déterminer la
concentration d’une espèce en solution en comparant une
grandeur physique (absorbance, conductivité, etc.)
caractéristique de la solution, à la même grandeur physique
mesurée pour des solutions étalon.
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Etalonnage par spectrophotométrie
Qu’est-ce qu’un dosage par étalonnage spectrophotmétrique
Si la solution est colorée, on peut réaliser une échelle de teinte
avec des solutions de concentrations C connues. La mesure de
l’absorbance A de chaque solution permet de tracer le graphe
A = f (C) appelé courbe étalonnage.
L’absorbance A de la solution est liée à la concentration par la
loi de Beer-Lambert.
A=
n
X
i=1
✏i lCi
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Etalonnage par conductimétrie
Qu’est-ce qu’un dosage par étalonnage conductimétrique ?
Dans le cas de la conductimétrie, la grandeur physique
proportionnelle à une concentration est la conductivité .
Loi de Kohlrausch :
=
n
X
i=1
i Ci
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Réaction de titrage
Qu’est-ce qu’une réaction support de titrage ?
La réaction support est la réaction chimique se produisant
entre l’espèce titrée et l’espèce titrante.
La réaction support doit être totale, rapide et unique.
À l’équivalence, les réactifs introduits dans les proportions
stœchiométriques ont entièrement réagis.
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Par pH-métrie
Dosage par titrage ph-métrique
Lorsque la réaction de support est une réaction acido-basique,
le titrage peut se faire par suivi pH-métrique. La courbe
représentant le pH en fonction du volume de solution titrante
versé V présente un saut de pH proche de l’équivalence :
Le volume équivalent est repéré en utilisant la méthode des
tangentes ou la méthode de la dérivée.
Dosage par étalonnage
Dosage par titrage
Par concuctimétrie
Dosage par titrage conductimétrique
Lorsque la réaction de support fait intervenir des ions, le titrage
peut se faire par suivi conductimétrique. La courbe
représentant la conductivité de la solution en fonction du
volume de solution titrante versée V se découpe en deux
droites de pentes distinctes :
Le volume équivalent correspond à l’abscisse définie par
l’intersection des deux droites.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Transmettre et stocker l’information
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Pierre-Henry Suet†
† Les
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Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Outline
1
Transmission d’informations
2
Signaux analogiques et numériques
3
Conversion analogique-numérique
4
Caractéristiques d’une image numérique
5
Stockage optique
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Eléments d’une chaîne de transmission d’informations
On appelle information tout type de fait qui suscite l’intérêt de
l’individu qui la perçoit. Elle peut être constituée d’un ensemble
de signaux, d’écrits, d’images, de sons, etc.
Une chaîne de transmission est l’ensemble des dispositifs
permettant le transport d’une information sur des distances
souvent importantes. Une chaîne de transmission comprend
trois éléments essentiels :
une source
un canal de transmission
un destinataire
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Propagation du signal
Le signal émis par une source se propage vers un ou plusieurs
destinataires via un canal de transmission. Ces canaux se
divisent en deux catégories :
Les canaux de propagation libre quand le signal peut se
propager librement suivant toutes les directions.
Les canaux de propagation guidée lorsque le signal est
contraint de se déplacer dans un espace limité.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Caractéristiques d’une transmission
Toute transmission implique la superposition au signal
transmis de perturbations non désirées, appelées « bruit »
ou parasites.
Le coefficient d’atténuation linéaire est défini par :
A=
10
Preçu
log
L
Pémis
Le débit binaire (ou bitrate) est la quantité d’information qui
transite par unité de temps sur un canal de transmission. Il
s’exprime en bits par seconde (bps).
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Echantillonnage
Echantillonner un signal s(t) revient à prélever à intervalle de
temps régulier Te (période d’échantillonnage), les valeurs
s(nTe ) du signal où n est un entier.
D’après le théorème de Shannon, la fréquence
d’échantillonnage doit vérifier
fe > 2 · fmax
avec f : fréquence du signal s(t).
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Quantification du signal
Quantifier le signal s(nTe ), c’est définir un nombre binaire dont
le niveau est le plus proche de s(nTe ) .
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Qu’est-ce que la conversion analogique numérique ?
Un signal analogique est un signal variant continûment dans le
temps.
Au contraire, un signal numérique est un signal variant de façon
discontinue dans le temps.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Pixellisation
Une image numérique est une image acquise, créée, traitée
par un système de numérisation (appareil photo, scanner etc.).
Elle est stockée en langage binaire sur système de stockage
(mémoire, disque optique etc.).
Une image numérique est subdivisée en cases, appelées pixels
(contraction de l’anglais « picture élément »).
La qualité d’une image dépend de sa résolution, c’est-à-dire du
nombre de pixels par unité de longueur. Plus ce nombre est
élevé, moins l’image est pixellisée.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Codage RVB
Pour une image en couleurs, un nombre binaire est associé à
chaque nuance de rouge, de vert et de bleu, les couleurs
primaires de la synthèse additive des couleurs. On parle alors
de codage RVB.
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Niveaux de gris
Pour une image en niveaux de gris, le nombre binaire est
associé à une des nuances d’une palette allant du blanc au
noir. Par exemple, si chaque pixel est codé par un octet,
l’image peut contenir 28 =256 niveaux de gris.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Principe de codage
On appelle stockage optique la technologie consistant à écrire
et à lire des informations en utilisant des phénomènes
optiques. Les disques optiques, comme le CD (Compact Disc),
le CD-ROM, le DVD (Digital Versatile Disc) ou le disque Blu-ray,
sont les supports du stockage optique. Les informations
(musique, vidéos, etc.) qu’ils contiennent sont codées en
langage binaire, c’est-à-dire par une succession de bits, et
inscrites sur une piste disposée en spirale. Les bits sont
matérialisés de façon à créer un contraste optique (creux et
plats pour les disques préenregistrés).
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Lecture
Pour lire l’information inscrite sur le disque optique, on exploite
deux propriétés de la lumière: la réflexion et les interférences
entre deux lumières monochromatiques de même longueur
d’onde.
Transmission d’informations Signaux analogiques et numériques Conversion analogique-numérique Caractéristiques d’une image
Capacité de stockage
La capacité de stockage d’un disque est égale au nombre
d’informations binaires qu’il peut contenir.
A cause de la diffraction le faisceau du laser n’est pas ponctuel
; c’est une tache de diamètre d proportionnel à la longueur
d’onde de la lumière dans le vide. De ce fait, la capacité de
stockage est d’autant plus élevée que la longueur d’onde du
laser qui lit le disque optique est petite.
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Transformations en chimie organique
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Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
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1
Groupes fonctionnels
2
Stéréoisomérie
3
Sites donneur et accepteur d’électrons
4
Les différents types de réaction
5
Stratégie et sélectivité en chimie organique
Protocole de synthèse organique
Groupes polyfonctionnels
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Quels sont les principaux groupes caractéristiques de la chimie
organique ?
Les groupes caractéristiques permettent à la molécule d’avoir
certaines propriétés. On parle de fonction organique afin
d’évoquer la propriété acquise.
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Représentation dans l’espace de Cram
La représentation de Cram permet de représenter les
molécules en respectant les conventions suivantes :
Une liaison entre deux atomes contenus dans le plan de la
feuille est dessinée en trait plein.
Une liaison entre un atome contenu dans le plan de la
feuille et un atome à l’arrière de ce plan est représentée en
trait en pointillés.
Une liaison entre un atome contenu dans le plan de la
feuille et un atome situé en avant est représentée avec un
triangle plein pointant vers l’atome contenu dans le plan de
la feuille.
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
La stéréoisomérie de conformation
Les conformations d’une molécule correspondent aux différents
agencements spatiaux de ces atomes sans nécessité de
rupture de liaisons. Ces différentes conformations sont
obtenues par des rotations libres autour de liaisons simples.
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La stéréoisomérie de configuration
Les configurations d’une molécule correspondent aux différents
agencements spatiaux de ses atomes nécessitant une rupture
de liaison.
Un carbone asymétrique, noté C ⇤ , est un carbone qui est lié à
quatre groupes d’atomes différents (appelés subsitutants).
Un couple d’énantiomères correspond aux deux configurations
possibles d’une molécule chirale.
Des diastéréoisomères sont des stéréoisomères de
configuration qui ne sont pas énantiomères. Autrement dit, des
diastéréoisomères sont deux configurations d’une molécule
achirale qui ne se superposent pas.
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Enantiomères et diastéréoisomères
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Identification des sites donneur et accepteur d’électrons
Comment identifier un site donneur, riche en électrons ? Il
s’agit soit d’ :
- un atome très électronégatif porteur d’une charge
partielle négative marquée
;
- un atome porteur d’une charge négative notée - ;
- un atome porteur d’un doublet non liant (toujours
dessiner ces doublets) ;
- une liaison multiple ;
Comment identifier un site accepteur ? Il s’agit soit d’ :
- un atome voisin d’atomes électronégatifs (porteur d’une
charge partielle positive marquée + );
- un atome porteur d’une charge positive notée + ;
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Mécanismes réactionnels
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Quels sont les principaux groupes de réaction en chimie
organique ?
Réaction de substitution (un atome ou groupe d’atomes
est remplacé)
Réaction d’addition (ajout d’atomes sur une liaison double)
Réaction élimination (élimination d’atomes ou groupes
d’atomes)
Groupes fonctionnels Stéréoisomérie Sites donneur et accepteur d’électrons Les différents types de réaction Stratégie et sélectiv
Protocole de synthèse organique
Les différentes étapes d’une synthèse
La réaction chimique à l’aide d’un montage à reflux
L’extraction liquide-liquide avec une ampoule à décanter ou
filtration sous vide avec entonnoir Büchner
Purification
Identification par CCM, banc Köfler, spectroscopie
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Protocole de synthèse organique
Calcul du rendement
Le rendement correspond au rapport de la masse de produit
obtenu par la masse maximale de produit qu’il est possible
d’obtenir :
⌘=
mobtenue
mmaximale
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Groupes polyfonctionnels
Définitions
Un composé polyfonctionnel est une molécule comportant
plusieurs groupes caractéristiques distincts, donc, comme
son nom l’indique, plusieurs fonctions organiques
distinctes.
Lors d’une réaction d’un réactif avec un composé
polyfonctionnel, un réactif est dit chimiosélectif s’il ne réagit
qu’avec un seul groupe fonctionnel de la molécule.
Protection des fonctions (exemple des acides aminés)
Pour former le dipeptide Leu-Ala,