Techniques de laboratoire

Source : Smaa Koraym de l’Université Johns Hopkins, MD, États-Unis

1. Déterminer la densité d’un œufExpand

   La masse volumique est une mesure de la compacité d’une substance ou d’un objet, et elle est calculée comme la masse divisée par le volume. Lorsqu’un objet dense est placé dans un liquide de densité plus faible, l’objet coule ; Lorsque l’objet est moins dense que le liquide, il flotte. Lorsque les densités sont les mêmes, l’objet sera en suspension dans le liquide. Dans cette expérience, nous allons déterminer la densité d'un œuf en créant une solution de même densité. Nous mesurerons la masse volumique de la solution saline à l'aide de différentes verreries de mesure de volume et déterminerons laquelle est la plus précise.

   • Pour commencer, portez l’équipement de protection individuelle approprié, y compris des chaussures fermées, un pantalon long, un vêtement à manches longues, une blouse de laboratoire, des lunettes anti-éclaboussures de produits chimiques et des gants.
   • Mesurez la masse de l’œuf. Placez un bateau de pesée sur la balance et tarez-le. Placez soigneusement l’œuf dans le bateau de pesée pendant que vous notez la masse dans votre carnet.
   • Préparez la solution saline qui sera utilisée pour suspendre votre œuf. Utilisez le bécher de 600 ml et remplissez-le aux 3/4 avec de l’eau désionisée.
   • Placez doucement votre œuf dans le bécher, puis ajoutez environ une cuillère à café de NaCl dans l’eau. Remuez doucement la solution jusqu’à ce que le NaCl se dissolve. Continuez à ajouter du NaCl jusqu’à ce que l’œuf flotte juste sous la surface.
   • Utilisez différentes verreries pour mesurer le volume de la solution saline. Pesez la bouteille graduée de 50 mL sur la balance de chargement supérieure et notez la masse. Ensuite, mesurez 20 ml de votre solution saline et notez le volume dans votre cahier. note: Placez une feuille de papier vierge derrière le cylindre gradué pour lire le volume plus clairement. Visualisez toujours la mesure au niveau des yeux et mesurez le volume à partir du bas du ménisque. Les lignes sur le cylindre gradué sont espacées de 0,2 ml, ce qui signifie que vous pouvez lire le volume au centième près.

     Tableau 1 : Mesure de la masse

     Conteneur	Masse du conteneur vide (g)	Masse du contenant plein (g)	Masse de solution (g)	Pourcentage d’erreur
     Cylindre gradué de 50 mL
     Pipette volumétrique de 10 mL
     Bécher de 50 mL
     Fiole jaugée de 20 mL

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   • Pesez le cylindre gradué rempli et notez la masse dans votre carnet. Ensuite, versez la solution saline dans le bécher de 600 ml.
   • Utilise la pipette volumétrique pour mesurer le volume. Tout d’abord, pesez le bécher vide de 50 ml et notez la masse dans votre cahier. Ensuite, mesurez soigneusement 10 ml de la solution saline à l’aide de la pipette volumétrique et versez la solution saline dans le bécher.
   • Mesurez encore 10 ml et ajoutez-le dans le bécher. Pesez le bécher rempli et notez la masse dans votre carnet. Ensuite, videz, rincez et séchez le bécher.
   • Utilise la fiole jaugée pour mesurer le volume. Pesez la fiole jaugée vide de 20 mL et notez la masse. Ensuite, remplissez soigneusement le ballon avec la solution saline jusqu’à ce qu’il soit juste en dessous de la marque de remplissage de 20 ml. Ne le remplissez pas complètement. À l’aide d’une pipette, terminez de remplir le ballon de manière à ce que le bas du ménisque touche juste la ligne de remplissage sur le col du ballon. Ensuite, pesez le ballon plein et notez le poids.
   • Enfin, utilisez le bécher de 50 ml pour mesurer le volume. Pesez le bécher vide, puis remplissez le bécher de solution saline jusqu’à la ligne de 20 ml et pesez le bécher plein. Notez les messes dans votre carnet.
   • Mesurez le déplacement de l’œuf lorsqu’il est immergé dans la solution saline. Tout d’abord, retirez l’œuf et regardez le niveau de la solution saline dans le bécher de 600 ml. note: S’il n’est pas sur une ligne marquée, ajoutez de l’eau désionisée à la solution de sorte que le ménisque soit à un volume lisible et enregistrez le volume.

     mensurations	Solution saline à l’aide d’une fiole jaugée de 20 mL	oeuf
     Masse (g)
     Déplacement de l’eau (cm)	-
     Diamètre intérieur du bécher de 600 ml (cm)	-
     Volume (cm³)	-
     Contenance (mL)	20
     Masse volumique (g/mL)

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   • Placez délicatement l’œuf dans le bécher.
   • Utilisez une règle pour mesurer la nouvelle hauteur du niveau de solution et enregistrer la hauteur. Ensuite, placez la règle sur le haut du bécher pour mesurer le diamètre intérieur.
   • Calcule le nouveau volume à partir de ces mesures. Soustrayez le volume initial pour obtenir le déplacement de l’œuf (volume).
   • Pour nettoyer l’expérience, rapportez l’œuf à votre instructeur et versez la solution saline dans l’évier. Rincez toute la verrerie usagée à l’eau du robinet et laissez-la sécher. Enfin, retournez le chlorure de sodium à votre instructeur.
2. ResultsExpand
   • Calcule la masse de la solution dans chacun des différents verreries volumétriques en soustrayant la masse vide de la masse pleine de verrerie.
   • Gardez une trace de l’incertitude dans votre mesure en utilisant des chiffres significatifs. Par exemple, lorsque nous regardons la mesure du cylindre gradué, le poids du récipient vide est de 90,92 et le poids du récipient plein est de 111,59. Les mesures de poids ont des chiffres significatifs à la centième près, il est donc important que des chiffres significatifs soient maintenus tout au long de nos calculs. Ainsi, la masse de la solution saline de 20 ml est de 20,67 g.
   • Le bécher de 50 ml pesait 28,65 g lorsqu’il était vide et 47,96 g lorsqu’il contenait 20 ml de solution saline. Par conséquent, la masse de 20 mL de la solution saline est de 19,31 g.
   • Répétez le calcul pour obtenir la masse de 20 mL de solution saline qui a été mesurée à l’aide de la pipette de 10 mL et de la fiole jaugée de 200 mL. note: D’une manière générale, les mesures volumétriques sont plus précises lors de l’utilisation d’une fiole jaugée.
   • Regardez la précision des autres méthodes par rapport à la fiole jaugée en termes de pourcentage d’erreur. Le pourcentage d’erreur est calculé en soustrayant la valeur théorique de la valeur expérimentale, puis en divisant par la valeur théorique multipliée par 100.

     • 
       Utilisez la mesure en flacon volumétrique comme valeur théorique pour déterminer le pourcentage d’erreur pour les autres méthodes de mesure de volume. Comme prévu, la mesure de volume qui utilise les repères sur le bécher est la moins précise. note: Nous le savons également parce que la densité connue de l’eau pure est de 1 g/mL. Ainsi, 20 mL d’eau pure pèsent 20 g. La densité de la solution saline doit être supérieure à 20 g car du sel a été ajouté à l’eau.
     • Calculez la masse volumique de la solution à l’aide de la mesure en flacon jaugé. Divisez la masse de la solution par le volume de la solution. Ainsi, la densité de la solution saline est de 1,053 g/mL.
     • Compare la masse volumique calculée de la solution saline à la masse volumique de l’œuf. Le volume calculé à l’aide du déplacement de l’eau dans un bécher s’est avéré être de 61,14 cm³ ou 61,14 mL. Le poids de l’œuf a été mesuré à 60,15 g, sa densité est donc de 0,9838 g/mL. La disparité entre la densité de l’œuf et la densité de la solution saline provient d’erreurs introduites dans les deux calculs, principalement en raison des lectures de mesure de volume.