Dosage par étalonnage d'une espèce par mesure de conductance

Les solutions physiologiques sont des solutions de chlorure de sodium \((\text{Na}^+\text{(aq)};\text{C}\ell^-\text{(aq)})\). Elles sont vendues en pharmacie et utilisées en médecine pour divers usages, en particulier en injection ou en application nasale ou oculaire.
Une telle solution est également nommée "liquide physiologique" ou "sérum physiologique". L’indication NaCl 0,9 % est visible sur l'étiquette de chacune des unidoses suivantes.

"0,9 %" signifie qu'il y a `0,9\ "g"` de chlorure de sodium dissous dans `100\ "mL"` de solution physiologique, soit `9,0\ "g"` dans `1,0\ "L"`. La concentration en masse de référence en chlorure de sodium de la solution physiologique analysée dans cette manipulation sera donc \(C_\text{réf}=9,0 \text{ g}\cdot\text{L}^{-1}\).

Objectif : contrôler l'indication NaCl 0,9 % sur une unidose de solution physiologique en réalisant un dosage par étalonnage par mesure de la conductance.

Conseils pour les ECE

• La mesure de la conductance (et de la conductivité) à l'aide d'un conductimètre et d'une cellule de conductimétrie est une technique très classique dans les sujets d'ECE. Il faut être capable de la réaliser en autonomie à l'aide de la fiche technique mise à votre disposition. On rappelle qu'il n'est pas nécessaire d'étalonner le conductimètre pour mesurer une conductance.
• Pour préparer la gamme d'étalonnage, il est ici nécessaire de préparer une solution mère de chlorure de sodium par la méthode de dissolution. Il faut absolument maîtriser cette méthode, de la rédaction du protocole (avec notamment le choix judicieux de la bonne verrerie et la bonne masse, voire le bon volume d'espèce à introduire) à la réalisation pratique de la solution.

Matériel mis à votre disposition

• Six béchers de `100\ "mL"`
  
• Une balance et un entonnoir
• Une spatule et une coupelle de pesée
• Du chlorure de sodium solide en poudre
• Une fiole jaugée de `100,0\ "mL"`
  
• Une pissette d'eau distillée
• Quatre solutions de chlorure de sodium préparées par d'autres élèves notées `"S"_1` à `1,0\times10^{-1} \text{g}\cdot\text{L}^{-1}`, `"S"_2` à  `2,0\times10^{-1} \text{g}\cdot\text{L}^{-1}`, `"S"_3` à `4,0\times10^{-1} \text{g}\cdot\text{L}^{-1}` et `"S"_4` à  `5,0\times10^{-1} \text{g}\cdot\text{L}^{-1}`
  
• Une solution notée `"S"` correspondant à une unidose diluée 20 fois
• Un conductimètre, une cellule de conductimétrie et une fiche technique

Les solutions `"S"_1` à `"S"_4` constituent la gamme d'étalonnage. Elles sont préparées à partir d'une solution mère à `5,0\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}` en chlorure de sodium.

1. À partir du matériel mis à votre disposition, proposer un protocole expérimental pour préparer la solution mère.

2. Préparer cette solution mère.

Pour des raisons pratiques, d'autres élèves se sont chargés de préparer par dilution les solutions étalons `"S"_1` à  `"S"_4` .

3. Mesurer la conductance G des solutions étalons. Rentrer dans le tableur d'un fichier Regressi les valeurs des concentrations en chlorure de sodium notées `C_"i"` et des conductances `G_"i"` mesurées.

Résultats bruts de la questions 3 dans un fichier Regressi

4. À partir du fichier Regressi fourni, modéliser le nuage de points obtenu.

5. À partir du matériel mis à votre disposition et de la modélisation obtenue précédemment, déterminer la concentration en masse en chlorure de sodium d'une unidose notée \(C\). Détaillerer la démarche et donner les résultats intermédiaires obtenus.

Résultat brut : la conductance mesurée pour la solution `"S"` vaut `98,0\ "mS"`.

L'incertitude-type associée à cette concentration en masse vaut \(u(C)=0,1 \text{ g}\cdot\text{L}^{-1}\). Pour discuter de l’accord du résultat d’une mesure avec une valeur de référence, on peut utiliser le quotient : `\frac{|x_{réf}-x|}{u(x)}`avec \(x_{réf}\) la valeur mesurée, \(x\) la valeur de référence et \(\text{u}(x)\) l’incertitude-type associée.

6. Indiquer si l'indication "NaCl 0,9 %" est vérifiée ou non par ce dosage.