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⚗️ Chimie et matièreSeconde → Première

🧪 Échelle de teinte : estimer une concentration

Ton œil est un instrument de mesure… à condition de bien l'utiliser ! Range le tube mystère dans le portoir, entre le tube un peu plus clair et le tube un peu plus foncé : tu viens d'encadrer sa concentration. Et s'il est plus foncé que tout le reste ? On le dilue, et on n'oublie pas de multiplier à la fin.

🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.

Ce que tu vois

  • Chaque tube i de l'échelle est une dilution de la solution mère : Vi mL de mère complétés à Vtube, donc Ci = Cm0 × Vi / Vtube. La teinte fonce régulièrement d'un tube à l'autre.
  • Quand X est bien placé, il est plus foncé que son voisin de gauche et plus clair que son voisin de droite : sa concentration est encadrée par les leurs.
  • La précision dépend du pas de l'échelle : avec 10 tubes au lieu de 5, l'encadrement est deux fois plus étroit.
  • Une solution trop concentrée est plus foncée que le dernier tube : on ne peut rien dire… sauf après l'avoir diluée F fois. Il faut alors multiplier la concentration lue par F.
  • Vue de dessus, la lumière traverse toute la hauteur du liquide : un tube moins rempli paraît plus clair. On compare donc des tubes de même volume, ou bien de côté.

Expériences à faire

  • Encadre l'inconnue n° 1 avec 5 tubes, puis avec 10 tubes : de combien l'encadrement s'est-il resserré ?
  • Quel facteur de dilution F faut-il au minimum pour ramener l'inconnue n° 2 dans l'échelle ?
  • Passe en vue de dessus et mets seulement 5 mL d'inconnue dans son tube : où faudrait-il la ranger maintenant ? Pourquoi est-ce un piège ?
  • Avec la tartrazine (jaune), l'œil distingue-t-il aussi bien les tubes les plus concentrés que les plus dilués ?
  • Avec « ✏️ Ma solution » et « ✏️ Mon inconnue », refais l'échelle d'un exercice du cours et vérifie la réponse.

La chimie derrière l'animation

  • Une échelle de teinte (gamme étalon) est une série de solutions de la même espèce colorée, de concentrations connues et croissantes. En comparant les teintes, on encadre la concentration d'une solution inconnue : Ci ≤ CX ≤ Ci+1.
  • Préparation par dilution : la masse de soluté se conserve, Cm0 × V0 = Cm1 × V1. Pour le tube i : Ci = Cm0 × Vi / Vtube.
  • Estimation : CX ≈ (Ci + Ci+1) / 2, à ± (Ci+1 − Ci) / 2 près. C'est une méthode approchée : sa précision est limitée par le pas de l'échelle et par l'œil.
  • Si l'inconnue a été diluée F fois avant la comparaison : CX = F × Clue.
  • La teinte dépend de la concentration et de l'épaisseur de solution traversée par la lumière (loi de Beer-Lambert, vue en Première) : on compare des tubes identiques, remplis de la même façon.

Et maintenant, on passe aux choses sérieuses ? 😉

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