1.3: Comprendre la concentration et mesurer des volumes

Comprendre les concepts qui sous-tendent la concentration d’une solution et mesurer les volumes en laboratoire sont deux aspects importants de presque toutes les expériences.

Les solutions sont constituées d’un soluté dissous dans un solvant pour obtenir un mélange homogène.

Les solutions sont généralement identifiées par leurs composants et les concentrations correspondantes.

Pour arriver correctement à la concentration correcte de la solution, vous devez connaître les nombreux récipients différents disponibles pour les mesures de volume.

Une mauvaise technique de mesure des volumes peut conduire à des concentrations incorrectes et faire la différence entre une expérience réussie ou échouée.

Lors de la réalisation d’expériences, il est impératif de connaître la concentration exacte des solutions utilisées.

La concentration est le plus souvent exprimée par la molarité. Une solution unitaire contient une molaire de soluté par litre de solution (B+C). Lors de la fabrication de solutions en laboratoire, la mols de soluté peut être déterminée à partir de la masse mesurée de la molécule et de son poids moléculaire.

Les solutions peuvent également être préparées et quantifiées en pourcentage de concentrations à partir du poids du soluté par unité de volume de solvant, connue sous le nom de solution en pourcentage poids-volume.

Gardez à l’esprit que le soluté est parfois sous forme liquide. Dans ce cas, le pourcentage de concentration peut être exprimé en volume de soluté liquide par unité de volume de solvant, appelé solution en pourcentage volume-volume.

Pour un usage fréquent, des solutions concentrées de composés stables, appelées solutions mères, peuvent être préparées. Les solutions mères peuvent être étiquetées comme un multiple de la concentration dans la solution de travail finale. Ici, vous voyez une solution 10X.

Ces solutions mères peuvent être diluées au besoin avec un solvant pour obtenir la concentration souhaitée.

Alternativement, une dilution peut être préparée à partir d’une solution plus concentrée en utilisant une dilution parallèle. À l’aide de ce calcul simple, une solution de concentration et de volume souhaités peut être préparée à partir d’une solution mère de concentration connue. Le volume résultant peut être dilué au volume total de la solution pour atteindre la concentration souhaitée.

Cependant, dans certaines situations, le facteur de dilution, qui est égal au volume final divisé par le volume de solution mère nécessaire à la dilution, est trop important. Cela rend la dilution parallèle peu pratique, car le volume nécessaire de la solution mère serait trop petit pour être mesuré avec précision.

Avec la technique de dilution en série, une solution mère peut être utilisée pour faire une solution diluée, qui peut ensuite être diluée davantage pour obtenir une solution plus diluée et ainsi de suite jusqu’à ce que la concentration souhaitée soit atteinte.

Lorsque vous mesurez des volumes en laboratoire, vous rencontrerez de nombreux récipients pouvant contenir des liquides. Cependant, il est important de comprendre que tous ces récipients ne sont pas conçus pour mesurer avec précision le volume.

Les récipients non volumétriques, tels que les béchers et les erlenmeyers, sont conçus pour le mélange et le stockage des solutions et ne sont généralement pas calibrés. Au lieu de cela, les mesures, ou graduations, sur le côté représentent des approximations de la capacité du liquide.

À l’inverse, le matériel de laboratoire volumétrique est conçu pour mesurer des volumes exacts de substances liquides. Le matériel de laboratoire volumétrique est indiqué par la capacité pour laquelle il est calibré ainsi que par les lettres TC ou TD.

TC signifie « contenir » et on le trouve généralement sur les fioles jaugées et les cylindres gradués, qui sont calibrés pour contenir un volume précis de liquide.

TD signifie « livrer » et se trouve généralement sur les appareils de mesure conçus pour distribuer des liquides, tels que les pipettes et les seringues.

Les fioles jaugées sont généralement utilisées pour préparer des solutions d’une concentration spécifique. Après avoir dissous le soluté, le solvant est ajouté au ballon jusqu’à ce que le volume total atteigne la ligne de graduation. En ajoutant la « quantité suffisante » pour atteindre ce volume est connu sous le nom de Q.S. ? la solution.

Quand Q.S. ? Dans la solution, le haut du liquide se courbe à l’endroit où il rencontre le ballon. C’est ce qu’on appelle le ménisque et est causé par une tension superficielle. Dans une solution aqueuse, le ménisque est concave et doit être lu au point le plus bas de la courbe.

Il existe plusieurs récipients conçus pour mesurer et livrer des volumes spécifiques de liquide. Lorsque vous choisissez du matériel de laboratoire volumétrique, choisissez toujours le plus petit appareil qui s’adaptera au volume souhaité pour obtenir la plus grande précision.

Pour mesurer des volumes de liquide supérieurs à 50 ml, les bouteilles graduées sont le choix approprié.

Les pipettes sérologiques sont généralement utilisées pour mesurer et délivrer des volumes de 0,1 à 50 ml.

Pour des volumes de 0,2 microlitre à 5 ml, des micropipettes doivent être utilisées.

Lorsque les pointes de pipette en plastique ne sont pas compatibles avec le liquide à mesurer, les seringues Hamilton en verre sont une alternative pour une mesure précise des volumes de l’ordre du microlitre.

Maintenant que nous avons couvert les bases du travail avec des solutions, nous allons discuter de la façon dont certains de ces concepts sont appliqués dans la recherche.

L’électrophorèse sur gel d’ADN est une technique utilisée pour séparer une population mixte de fragments d’ADN, pour estimer leur taille, en appliquant un champ électrique pour déplacer les molécules chargées négativement à travers une matrice de gel faite d’agarose ? un glucide d’algues

Lors de la préparation de la matrice de gel, des solutions de pourcentage poids/volume sont couramment utilisées pour fabriquer des gels d’agarose à 1 % poids/volume.

Généralement, l’électrophorèse nécessite de grandes quantités de tampons de fonctionnement. En raison de leur utilisation fréquente et de leurs grands volumes, ces tampons sont généralement dilués à partir de solutions mères 10x plus concentrées.

Pour obtenir le tampon 1x souhaité, une unité de volume de la solution mère est diluée dans 9 volumes unitaires d’eau purifiée.

Dans les expériences de lecteurs de microplaques, la concentration d’échantillons inconnus de protéines est souvent déterminée sur la base d’un ensemble d’échantillons de concentrations connues appelés étalons.

Les dilutions en série sont souvent utilisées pour générer des étalons de concentrations progressivement plus élevées, de sorte qu’en fin de compte, une courbe standard peut être générée et la concentration d’un échantillon inconnu déterminée.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la compréhension de la concentration et à la mesure des volumes. Dans cette vidéo, nous avons passé en revue quelques concepts de base tels que le calcul de la concentration, la réalisation de dilutions et la façon dont différents types de matériel de laboratoire sont utilisés pour mesurer les volumes. Les applications de certains des concepts présentés dans cette vidéo ont également été abordées pour la biologie moléculaire et la biochimie.

Merci d’avoir regardé et n’oubliez pas de toujours faire preuve d’exactitude et de précision lors de la mesure des volumes.