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TP-Bac STAV-062
DETERMINER PAR UNE MESURE D’ABSORBANCE LA MASSE DE COLORANT DANS UN BONBON
Nom et prénom de l’élève
OBJECTIFS
- Trouver par une mesure d’absorbance la masse de colorant dans un bonbon - Mesurer une absorbance et calculer une concentration.
- Trouver le nombre de bonbons que l’on peut manger sans dépasser la D.J.A.
1- Données du problème
Dans les bonbons Schtroumpfs de la marque Haribo, le confiseur utilise un colorant alimentaire bleu pour restituer la couleur des personnages de BD.
Ce colorant est le bleu patenté de code E131.
Fabriqué par synthèse dont la formule brute est la suivante : C54H62CaN4O14S4.
Sa masse molaire moléculaire est de .
Pour chaque colorant, une législation définit la « dose journalière admissible », (D.J.A.). C’est la masse maximum de colorant que l’on peut absorber par jour. Elle s’exprime en milligrammes de colorant par kilogramme de masse corporelle et par jour.
Pour le Bleu patenté cette D.J.A. est de
2- La notion d’absorbance
Une solution colorée se comporte comme un filtre coloré. Lorsqu’elle est traversée par une lumière blanche, elle atténue l’intensité de certaines radiations qui sont dites absorbées.
Exemple : une solution bleue absorbe les radiations correspondant au jaune, couleur complémentaire au bleu.
Le spectromètre permet de réaliser des mesures d’absorbance pour une solution colorée donnée, à différentes longueurs d’onde ().
L’absorbance (pour une longueur d’onde, ) d’une solution dépend de la concentration molaire C de l’espèce colorée et de la largeur (l) de la cuve.
L’absorbance suit la loi de Beer-Lambert :
, appelé coefficient d’extinction molaire est une grandeur dépendant de la nature de l’espèce chimique et de la longueur d’onde.
Ta mission :
① Extraire le colorant du bonbon Haribo.
② Faire une dilution d’une solution mère de colorant Bleu patenté.
③ Mesurer l’absorbance de la solution fille et de l’échantillon.
④ Déterminer la masse de colorant dans un bonbon.
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Pour simplifier, on note , l’ensemble des constantes représentées par et l, la relation de Beer- Lambert s’écrit donc : .
En définitif, l’absorbance va être proportionnelle à la concentration de notre solution.
3- Préparation du bonbon
Pour préparer une solution à partir d’un Schtroumpf, décapiter un bonbon de manière à utiliser uniquement la partie bleu.
Dans un bécher, le dissoudre dans 25 mL d’eau distillée en chauffant un peu.
Transvaser cette solution dans une fiole jaugée de .
Rincer le bécher avec un peu d’eau distillée en récupérant les eaux de rinçage. Compléter au trait de jauge avec de l’eau distillée. Mettre un parafilm, et agiter la fiole.
4- Préparer une solution témoin de Bleu Patenté
Vous avez à disposition sur la paillasse une solution mère dont la concentration molaire
qu’il faut diluer . (Facteur de dilution F = 50).
4-1 Quel volume faut-il prélever pour préparer la solution fille dans la fiole proposée. (Poser le calcul)
4-2 Préparer avec soin, cette solution.
4-3 Calculer la concentration de la solution diluée.
5- Mesurer les absorbances au spectrophotomètre
5-1 Avec l’aide de votre professeur, mesurer l’absorbance de la solution diluée du colorant.
(Mesure pour max = 640 nm)
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5-2 A partir de la formule simplifiée de Beer-Lambert, exprimer le coefficient en fonction de l’absorbance et de la concentration. En déduire la valeur de ce coefficient.
5-3 Avec l’aide de votre professeur, mesurer l’absorbance de l’extrait de bonbon.
5-4 En déduire la concentration du colorant à partir de la formule simplifiée de Beer-Lambert.
5-5 Calculer la quantité de matières contenue dans un bonbon.
5-6 Calculer la masse de colorant dans un bonbon.
5-7 Calculer le nombre de bonbons que l’on peut consommer par jour pour une personne de 60 kg sans dépasser le D.J.A. en colorant alimentaire.
