concentration

Par exemple le médicament ‘ibuprofène’ contient le principe actif ibuprofène (qui est une molécule) ainsi qu’un excipient le saccharose (un des constituants du sucre)

Lorsqu’une substance active est découverte par les chercheurs, ceux ci déposent un brevet valable dix ans. Le médicament est appelé princeps. Une copie du principe actif peut être ensuite réalisée : on appelle cette copie le médicament générique.

4) formulation des médicaments

La formulation d’un médicament correspond à la forme sous laquelle ce médicament va être ingéré par l’organisme.

Exemple : sous forme de gélule, sous forme de comprimé effervescent, sous forme liquide etc.

II- concentration molaire et massique

1) qu’est-ce qu’une solution ?

Lorsqu’on dissout une espèce chimique, solide, liquide ou gazeuse (minoritaire) appelé soluté, dans un liquide (constituant majoritaire) appelé solvant, on obtient une solution. Si le solvant utilisé est de l’eau alors on obtient une solution aqueuse. Une solution est homogène si elle a le même aspect partout. Une solution dans laquelle tout le solide introduit n’est pas dissous est une solution saturée.

Une solution peut contenir des ions ou des molécules.

Exemple :

- On dissout le soluté chlorure de sodium de formule (Na⁺_,Cl^-) dans le solvant l’eau, on obtient une solution aqueuse de chlorure de sodium.

- on dissout du saccharose (sucre) de formule brute C₁₂H₂₂O₁₁ dans le solvant eau, on obtient une solution aqueuse d'eau sucrée.

On utilise également comme solvant l'éthanol dans la fabrication des parfums.

2) concentration molaire vidéo

La concentration molaire d’une espèce chimique en solution est égale à la quantité de matière de cette espèce présente dans 1 litre de solution. La concentration molaire d’une espèce chimique A se note [A] ou C_A. Elle s’exprime en mol.L^-1. Si l’on note n_A la quantité de matière de l’espèce chimique A et V, le volume de solution, la concentration molaire en soluté de la solution est égale au rapport de la quantité de matière sur le volume de solution:

C_A = n_A / V

Avec C_A en mol.L^-1 ; n_A en mol et V en L

Exemple : on dissout n = 0,25 mol d'ibuprofène dans V = 1 L d'eau la concentration C en ibuprofène est:

C = n/V = 0,25/1 = 0,25 mol.L^-1

Exemple de calcul d’une concentration molaire :

On prépare une solution de glucose C₆H₁₂O₆ en dissolvant une masse m = 5,4 g de glucose dans V = 50 mL d’eau. Calculer la concentration molaire [C₆H₁₂O₆] en glucose de la solution.

On donne M(H) = 1,0 g.mol^-1 ; M(C) = 12,0 g.mol^-1 ; M(O) = 16,0 g.mol^-1 ;

1. On détermine la quantité de matière de glucose contenue dans l’échantillon de 5,4 g.

n(C₆H₁₂O₆) = m(C₆H₁₂O₆)/M(C₆H₁₂O₆)

A.N. n(C₆H₁₂O₆) = 5,4/180 = 3,0.10^-2 mol

2. On calcul la concentration molaire de la solution en glucose :

[C₆H₁₂O₆] = n(C₆H₁₂O₆) / V

A.N. [C₆H₁₂O₆] = 3,0.10^-2 /0,050 = 6,0.10^-1 mol.L^-1

3) concentration massique ou titre massique ‘t’ vidéo

La concentration massique ou titre massique d’une espèce chimique en solution est égale à la masse de cette espèce par litre de solution. La concentration massique d’une espèce chimique A se note t_A . Elle s’exprime en g.L^-1_. Si l’on note m_A la masse de l’espèce chimique A et V le volume de solution, la concentration massique en soluté de la solution est :

t_A = m_A / V

Avec t_A en gramme par litre (g.L^-1 ); m_A en gramme (g) et V en litre (L)

Exemple: Un comprimé d'aspirine 500 contient m = 500 mg = 0,500 g de principe actif, l' acide salicylique. On le dissout dans V = 100 mL d'eau. La concentration massique t d'acide salicylique est :

t = m/V

A.N. t = 0,500/0,100 = 5,00 g.L^-1

III) préparation de solutions

1) Verrerie utilisée au laboratoire

Schéma

2) préparation par dissolution d’un solide Vidéo

Animation : préparation de solution par dissolution de solide

Pour préparer un volume V de solution de concentration C par dissolution d’un composé solide, il faut :

Calculer la masse de solide à prélever.

Peser à l’aide d’une balance électronique la masse de solide dans une coupelle.

Introduire le solide dans une fiole jaugée de volume V et rincer la coupelle à l’eau distillée.

Ajouter de l’eau distillée aux ¾. Boucher et agiter pour dissoudre tout le solide.

Compléter d’eau distillée jusqu’au trait de jauge. Boucher, agiter pour homogénéiser. Fermer la fiole à l'aide d'un bouchon

3) préparation d'une solution fille par dilution d'un solution mère vidéo

Animation : préparation de solution par dilution

Pour préparer un volume V₁ de solution fille de concentration C₁ par dilution d’une solution mère de concentration C₀, il faut :

- calculer le volume V₀ de solution mère à prélever.

- prélever ce volume à l’aide d’une pipette jaugée munie d’une propipette.

- introduire ce volume dans une fiole jaugée de volume V₁.

- compléter d’eau distillée jusqu’au trait de jauge. Boucher, agiter pour homogénéiser. On a préparé la solution fille de concentration C₁en soluté.

Comment calculer Vo ?

Lors d’une dilution, la quantité de matière n_o de soluté prélevée dans la solution mère est égale à la quantité de matière n₁ de soluté se retrouvant dans la solution fille :

Exemple 1: L'eau de Dakin est un antiseptique à base d'eau de Javel de concentration C = 0,065 mol.L^-1 en ions hypochlorite (ClO^-) contenant 20 g.L^-1 d'hydrogénocarbonate de sodium (Na⁺,HCO₃^-). La solution est coloré avec du permanganate de potasium (K⁺, MnO₄^-).

On veut préparer V₁ = 1L d'eau de Dakin à partir de:

- une solution d'eau de javel de concentration [ClO^-] = 0,650 mol.L^-1

- de l'hydrogénocarbonate de sodium solide de masse molaire M = 74 g.mol^-1

- du permanganate de potassium solide

Expliquez comment fabriquer cette solution.

E xemple 2: La solution mère à une concentration Co = 1,0 mol.L^-1. On veut préparer une solution fille de chlorure de sodium (Na⁺,Cl^-) de concentration C₁ = 1,0x10^-1 mol.L^-1 et de volume V₁ = 100 mL.

Au cours de la dilution la quantité de matière n₀ de soluté prélevée dans la solution mère est égale à la quantité de matière n₁ de soluté se trouvant dans la solution fille :

Le volume de solution mère à prélever est Vo = 10 mL

IV) groupe caractéristique dans une espèce chimique

1. Rappel : définition d’une espèce chimique

Une espèce chimique est caractérisée par :

- sa formule chimique

- son aspect physique (couleur, forme liquide solide ou gazeuse), à la température et la pression ambiante

- des grandeurs physiques (solubilité température d’ébullition, de fusion, masse volumique)

Exemple : à la température de 20°C et à la pression P = 1 bar (pression atmosphérique) le dioxygène est un gaz incolore. Sa formule chimique est O₂ c'est-à-dire qu’il est constitué à partir de molécule contenant 2 atomes d’oxygène. Sa température de fusion est -219 °C sa température d’ébullition est -183°C sa masse volumique est de 1,4 g.L^-1 (à la température de 0°C et à la pression de 1 bar).

Une espèce chimique est soit naturelle soit artificielle (créée par l’homme).

2) définition d’un groupe caractéristique

Un groupe caractéristique est une partie d’une espèce chimique. Un au moins de ces atomes n’est par un atome de carbone. Un atome de carbone lié à un atome d’oxygène par une double liaison fait parti du groupe caractéristique.

3) exemple de groupe caractéristique

Exemples : dans la molécule d’éthylamine on retrouve le groupe caractéristique de l'amine (entouré sur le dessin)

Dans la molécule d’acide éthanoïque C₂H₄O₂ on retrouve le groupe caractéristique des acides carboxylique :

Dans la molécule d’éthanol utilisé pur comme désinfectant on retrouve le groupe caractéristique des alcools

Dans la molécule d'acide salicylique (aspirine) , on. retrouve le groupe caractéristique des esters et des acides carboxyliques.