Partie théorique :
1 PRESENTATION :
La biochimie dérive de la
biologie et de la chimie. À ce titre, elle aborde plusieurs aspects du
domaine de la chimie du vivant : l’étude structurale et fonctionnelle
des molécules biologiques (protéines, lipides, glucides et acides
nucléiques) et de leur métabolisme, l’étude des enzymes (enzymologie),
ou encore l’étude, au niveau moléculaire, de l’expression et de la
transmission de l’information génétique.
Pour comprendre la biochimie il est nécessaire de savoir manipuler le matériel biochimique et bien sûr étudier les solutions.
2 QU’EST CE QU’UNE SOLUTION ?
Une
solution est un mélange homogène d'au moins deux substances. La
substance présente en plus grande quantité est couramment appelée
solvant. La substance en plus faible quantité est dite dissoute, et est
appelée soluté. Le soluté est un gaz, un liquide, un solide, et le
solvant est soit liquide, soit solide. Les mélanges de gaz, tels que
l'atmosphère, sont parfois considérés comme des solutions.
Lorsqu'un
soluté est ajouté à un solvant, certaines propriétés physiques du
solvant se modifient : son point d'ébullition augmente et son point de
congélation diminue lorsque la concentration du soluté augmente.
Les
solutions ont une autre propriété importante : elles peuvent exercer
une pression osmotique. Si deux solvants sont séparés par une membrane
semi-perméable (une membrane qui laisse passer les molécules du solvant,
mais empêche le passage des molécules du soluté), les molécules de
solvant migrent de la solution de plus faible concentration vers la
solution de concentration la plus élevée, rendant cette dernière plus
diluée.
Une dissolution est un mélange d’un solide ( soluté) dans un liquide ( solvant).
Une dilution est un mélange de deux substances liquides ( le solvant et le soluté sont liquides).
3 COMMENT MESURER UN VOLUME ET UNE MASSE :
Ø Comment mesure-t-on un volume ?
Le
volume correspond à la place prise par une substance qu’elle soit
liquide, solide ou gazeuse. En mathématiques, nous apprenons à calculer
le volume de différents solides (cube, cylindre, etc.). Mais comment
mesurer le volume d’un liquide ?
Il faut utiliser un
appareil de mesure. Il en existe plusieurs, mais le plus courant est
l’éprouvette graduée. Réalisons une mesure avec cet appareil. Versons un
peu d’eau dans l’éprouvette graduée.
La surface libre du
liquide est courbée. Le volume se mesure sur l’horizontale passant par
le bas de cette courbure (appelée le ménisque).
Il existe
bien d’autres récipients qui permettent de mesurer un volume : les
béchers, les erlenmeyers, etc. Pour mesurer un volume donné, on utilise
également des récipients jaugés qui ont un repère indiquant le niveau de
remplissage.
Les unités en physique et en chimie sont
les mêmes pour les scientifiques de tous les pays et sont unifiés par
des règles dans le Système international d’unités. Les unités de base de
ce système sont appelées les unités légales. L’unité légale de volume
est le mètre cube (m3), mais pour les liquides, on utilise couramment
une autre unité : le litre (L). Les correspondances entre unités sont
les suivantes :
1 m3 = 1 000 L
1 dm3 (décimètre cube) = 1 L
1 cm3 (centimètre cube) = 1 mL (millilitre)
Ø Comment mesure-t-on une masse ?
L’unité
légale de masse est le gramme. Pour mesurer une masse, il faut utiliser
une balance. Réalisons une mesure avec cet appareil.
v
Protocole ( exemple d’eau distillée) : dans un premier temps, le
récipient vide est placé sur la balance et on remet la balance à zéro :
c’est la tare. On verse ensuite dans le récipient 200 mL d’eau. La masse
de ce volume d’eau se lit alors directement sur la balance.
v
Résultat : on obtient une masse de 200 g, ce qui signifie qu’1 L d’eau
pèse 1 000 g, soit 1 kg ou encore qu’1 mL (1 cm3) a une masse de 1 g. On
dit que la masse volumique de l’eau est de 1 g/cm3.
v Remarque:
il ne faut pas confondre les notions de masse et de poids : la masse ne
dépend que de la quantité de matière alors que le poids dépendra de
l’attraction terrestre.
II. Partie pratique :
a) But de manipulation :
L’objectif
est de comprendre qu’est ce qu’une dissolution et qu’est ce qu’une
dilution, et bien sûr de connaître la différence entre eux.
b) Principe :
La
règle de base est de bien manipuler le matériel biochimique et de
suivre les règles de bonne conduite et de sécurité au Laboratoire. Par
exemple : mettre la blouse, manipuler avec la vaisselle parfaitement
propre, reboucher toujours les flacons après usage, …
c) Le matériel utilisé:
• Pissette: appareil produisant un jet liquide.
•
Eau distillée: liquide pur, transparent, incolore et inodore qui durcit
au gel et se vaporise quand il est porté à ébullition .
• Fiole jaugée à un trait de 100ml, Fiole: récipient en forme de petite bouteille à col étroit.
• Flacon d'acide chlorhydrique: Liquide composé d'HCl pure.
• Acide borique: Poudre blanche ( solide).
• Spatule: instrument composé d'un manche et d'une lame large et aplatie .
•
Tare: poids de l'emballage ( de préférence du papier aluminium, il est
efficace parce qu'il n'absorbe pas les composés humides).
• Balance électronique: dispositif mécanique servant à déterminer le poids, et donc la masse d'un composé.
• Pipette de 1ml, Pipette: petit tube transparent utilisé pour transvaser ou prélever une petite dose déterminée de liquide.
• Agitateur magnétique: instrument utilisé pour remuer ou mélanger des substances.
• Papier Para film: c'est un papier qui aide à agiter avec la main.
d) Mode opératoire :
a. Préparation d’une dissolution:
Mélanger
une quantité d’acide borique dans un volume d’eau distillé de 100ml,
donc le solvant est un liquide et le soluté est un solide.
Résultat des calculs :
La masse d’acide borique à faire dissoudre dans un volume final de 100ml d’eau distillée est de : mH3Bo3 = 0.618 gr
a. Verser dans une fiole jaugée 100ml d’eau distillée à l’aide d’une pissette.
b. Mettre la tare vide ( de préférence papier aluminium) sur la balance électronique et annuler le poids.
Mettre
l’acide borique ( poudre blanche) à l’aide d’une spatule dans la tare
jusqu’à obtention d’une masse qui est égale à 0.6gr.
c. Verser l’acide borique dans la fiole qui contient 100ml d’eau distillée.
d. Mettre la fiole jaugée dans un agitateur magnétique jusqu’à dissolution.
b. Préparation d’une dilution :
Mélanger un volume d’HCl dans volume d’eau distillé de 100ml, donc le solvant et le soluté sont des liquides.
Résultat des calculs :
Le volume d’HCl à faire diluer dans un volume final de 100ml d’eau distillée est de : VHCl = 0.8ml
a. Verser dans une fiole jaugée 100ml d’eau distillée à l’aide d’une pissette.
b.
Piper à l’aide d’une pipette et une poire 0.8ml d’HCl pure ( il faut
vite reboucher le flacon d’HCl pure à cause de la vapeur parce que l’HCl
pure est un liquide volatil).
c. Verser le contenant de la pipette ( HCl pure) dans la fiole jaugée qui contient 100ml d’eau distillée.
d.
Agiter avec la main la fiole jaugée qui contient 100ml d’eau distillée +
HCl pure à l’aide d’un papier para film jusqu’à dilution.
III. CONCLUSION :
L’application
des règles de bonne conduite et de sécurité facilite la manipulation du
matériel biochimique utilisé dans la réalisation des solutions.
La dissolution et la dilution qu’il nous a été possible d’examiner font partie d’un nombre important de solutions
