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Utilisation de logiciels de traitement de données lors des examens de travaux pratiques de chimie analytique


Cet article est destiné à ouvrir le débat sur l'utilisation des logiciels lors des examens de TP de chimie analytique.
Le tracé et l'exploitation des courbes de titrage se fait soit sur papier millimétré ou par ordinateur. 


Sur papier millimétré, les exigences sont les suivantes :

  • Exploiter au maximum la surface de la feuille
  • Utiliser la feuille horizontalement de façon à avoir le maximum de précision lors d'un titrage (C en abscisse), et de précision sur la concentration lors de l'utilisation d'une gamme d'étalonnage.
  • Faire apparaître clairement les échelles
  • Faire apparaître les grandeurs accompagnées des unités. Au choix la notation de Guggenheim : grandeur / unité, par exemple VB / mL ou autre comme grandeur (unité), par exemple VB(mL).
  • Illustrer d'un titre et mettre en évidence les résultats particuliers (grandeurs d'équivalences...)

Plusieurs situations se rencontrent selon le type de titrage.

  • Dans le cas d'un titrage électrochimique, l'exploitation de la courbe se fait soit par lecture directe d'une valeur particulière, soit par l'utilisation d'une technique de détermination de l'équivalence. 
    Il existe celle des tangentes et celles des cercles. 
    L'utilisation de la méthode des tangentes coefficientée peut (doit ?) être envisagée.
  • Dosage spectrophotométrique par utilisation d'une gamme d'étalonnage ou par la méthode des ajouts dosés. 
    Graphiquement, le tracé d'une droite moyenne donne des résultats peu satisfaisants.
  • Dosage conducti(o)métrique. Graphiquement, on procède au tracé des droites moyennes sur les différentes parties de la courbe de titrage : sexpérimental ou scorrigé = f(V). 
    Le(s) point(s) de concours donne l'(es) équivalence(s). 

L'autre solution consiste à utiliser l'ordinateur. Plusieurs logiciels existent sur le marché. 
Avant tout, l'utilisation d'un logiciel de traitement de données ne peut être utilisé de façon systématique - certains dosages sont non-exploitables. 
Précisons que lorsqu'on utilise un logiciel, il faut que celui-ci donne le résultat. Ceci implique deux conséquences :

  1. on n'utilise pas le logiciel afin d'imprimer la courbe et faire l'étude sur papier. 
  2. on n'utilise pas un réticule après avoir zoomé sur la courbe.

Plusieurs situations se rencontrent selon le type de titrage.

  • Dans le cas d'un dosage potentiométrique, on utilise la méthode des tangentes (coefficientée ou non).
    Cette méthode ne donne des résultats corrects que si le nombre de points mesurés de part et d'autre de l'équivalence est suffisant.
    La résultat imprimé comportera la courbe, les constructions des tangentes - et donc les volumes aux équivalences - et le titre.
    Dans le cas d'un dosage où la stoechiométrie est 1 : 1, on peut aussi utiliser la méthode de la dérivée première ou seconde. Cette méthode ne permet qu'une lecture du résultat au réticule donne des résultats pas toujours satisfaisants.
  • Dans le cas d'un dosage conducti(o)métrique, la méthode consiste à générer plusieurs régressions linéaires selon le nombre d'équivalences. 
    Chaque régression est validée par r > 0,999. 
    Le logiciel de type tableur permet également de programmer automatiquement le scorrigé à partir du sexpérimental.
    Les volumes aux équivalences sont les volumes d'intersection des différentes régressions.
    La résultat imprimé comportera le titre, la courbe, les régressions linéaires, le résultat de la modélisation (coefficients de corrélation des régressions linéaires et volumes d'intersection).
  • Dans le cas d'un dosage spectrophotométrique par gamme d'étalonnage, une régression linéaire validée par r> 0,999 suffit.
    La résultat imprimé comportera la droite, la régression linéaire, le résultat de la modélisation (coefficients de corrélation de la régression linéaire) et le titre.
    Il est possible de paramétrer une feuille de tableur qui permet l'exclusion automatique des points aberrants.
Dosage potentiométrique Dosage conducti(o)métrique Dosage spectrophotométrique 
(gamme d'étalonnage)
Méthode graphique 1. Méthode des tangentes coefficientée ou non
2. Méthode des cercles
Tracé des tangentes (droites moyennes) sur sexpérimental ou scorrigé = f(V) Tracé de la droite moyenne : déconseillé
Méthode logicielle 1. Méthode des tangentes coefficientée ou non
2. Utilisation de la dérivée première ou seconde.
Régressions linéaires par parties sur sexpérimental ou scorrigé = f(V).
Validation par r > 0,999.
Point d'intersection des droites obtenues.
Régression linéaire.
Validation par r > 0,999.
 

Xavier Bataille
ENCPB
75013 Paris

Document relu et validé par : M. Vigneron, IA-IPR Clermont-Ferrand, en charge du BTS chimiste et du BAC STL-CLPI.

 

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