CONSTITUTION ET TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE

Annales PC

• Contrôle de la qualité d'un biberon (partie A)

  Chez le nourrisson, les ions nitrate (NO₃^-) sont incriminés dans la survenue de la méthémoglobinémie (ou maladie bleue). La formation des ions nitrite, à partir des ions nitrate ingérés, est réalisée par la flore bactérienne intestinale. Chez les enfants, les ions nitrite en excès provoquent une moindre capacité des globules rouges à fixer et transporter l’oxygène.

  C'est pourquoi la concentration en ions nitrate dans l'eau potable est réglementée, notamment pour la préparation des biberons [...].

  L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a fixé la concentration maximale en ions nitrate dans l’eau à 50 mg·L^-1.

  Par ailleurs, indépendamment de la quantité d’ions nitrate, l’état de conservation d’un lait s’apprécie en mesurant son acidité.

  Dans cet exercice, on se propose de :

  - vérifier par deux méthodes différentes si une eau supposée potable prélevée au robinet satisfait ou non à la recommandation de l’OMS concernant les nitrates (partie A et partie B) ;

  - déterminer combien de temps un biberon préparé peut être conservé avant consommation (partie C).

   

  Partie A - Dosage spectrophotométrique des ions nitrate dans une eau

  Par ajout d'acide 2,4-phénoldisulfonique, une solution aqueuse initialement incolore prend une teinte jaune plus ou moins prononcée selon sa concentration en ions nitrate NO^-₃. La concentration en ion NO^-₃ de cette solution peut alors être déterminée par la mesure de son absorbance à une longueur d'onde donnée.

  Données

  Absorption de la lumière du visible

  

  Protocole du dosage

  ÉTAPE 1 : obtention d’une courbe d’étalonnage

  Pour vérifier la concentration en masse en ions nitrate NO^-₃ d’une eau, on réalise dans un premier temps plusieurs dilutions d’une solution aqueuse S de nitrate de potassium de concentration en masse $t_{NO^-_3} = 1,0 \times 10^{-1} \ g·L^{-1}$ (avec ajout d’acide 2,4-phénoldisulfonique). On obtient alors une échelle de teintes à partir de cinq solutions filles $S_1, S_2, S_3, S_4$ et $S_5$ plus ou moins concentrées en ions nitrate.

  On mesure ensuite l’absorbance $A$ des différentes solutions filles à une longueur d’onde $\lambda$ judicieusement choisie, puis on trace le graphe de l’absorbance $A$ en fonction de la concentration en masse en ions nitrate $t_{NO^-_3}$ (figure 1 ci-dessous).

  

  ÉTAPE 2 : mesure sur l’échantillon à analyser

  On prélève un volume V = 250 mL de l’eau étudiée que l’on fait réagir avec un excès d’acide 2,4-phénoldisulfonique. On mesure ensuite l’absorbance de cette solution avec les mêmes réglages que ceux utilisés à l’ÉTAPE 1. L’absorbance mesurée est : $A$ = 0,48.

  Le spectrophotomètre utilisé lors de ce dosage peut fonctionner avec des radiations monochromatiques de longueurs d’onde : 440 nm, 510 nm, 580 nm, 640 nm.

  1. Indiquer la longueur d’onde la plus adaptée pour réaliser ce dosage. Justifier.

  2. Utiliser la figure 1 pour déterminer la concentration en masse en ions nitrate $t_1$ de l’eau analysée.

  On désigne par $u(t_1)$ l’incertitude-type sur la valeur de $t_1.$ Pour cette détermination, on estime que l’incertitude-type relative $\dfrac{u(t_1)}{t_1}$ est de l’ordre de 15 %.

  3. Écrire, en conservant un seul chiffre significatif pour l’incertitude-type, le résultat de la mesure de la concentration en ions nitrate $t_1.$

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