TD N° 4 - Exercices corriges

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| | |http://www.etsl.fr | TD N° 4 Lionel.godin@gmail.com
http://ligodin.free.fr Lundi 9 mai 2011
14h00 - 16h00 et 17h00 - 18h00 ANALYSE SÉPARATIVE - Chromatographie - CPL - HPLC - CCM
(Extrait de l'épreuve de Techniques de Laboratoire - BTS 2006) Nous désirons vérifier le dosage de certains principes actifs contenus dans
une crème dépigmentante. Le tableau n°1 ci-dessous indique la composition
de cette préparation. Tableau n°1 : Composition théorique de la préparation de Kligman et rôle
des composants. | |Masse (g) |Rôle(s) |
|Acide rétinoïque |0, 012 |Dépigmente, favorise la pénétration |
| | |dans la peau |
|Hydroquinone |2, 000 |Dépigmente |
|Hydrocortisone |0, 500 |Anti-inflammatoire, dépigmente |
| | |légèrement |
|Ethanol 95° |10,00 |Solubilise |
|Acide ascorbique |0, 500 |Stabilise, agent conservateur |
|Excipial hydrocrème |Qsp 50 g |- | Les exercices 1, et 2 étudient certains dosages et sont indépendants. Exercice 1 : Afin de quantifier l'acide rétinoïque, nous effectuons une chromatographie
liquide haute performance. La colonne est une Hypersil ODS - C18, 5 ?m, de
20 cm de longueur. La phase mobile est constituée d'un mélange
méthanol/eau ultrapure/acide acétique 85/14,5/0,5 (v/v/v). Le débit est de
1,4 mL/min. La détection se fait à 353 nm. L'injection est de 20 ?L
exactement. Nous réalisons une gamme d'étalonnage à partir d'une solution d'acide
rétinoïque commercial. Nous pesons 10,00 mg d'acide rétinoïque en poudre
dans une fiole de 100 mL et nous complétons avec du méthanol. Cette
solution est appelée solution mère SM. 1/ Calculer le titre de la solution SM ainsi fabriquée. 2/ Préparer une gamme d'étalonnage en 5 points étalons régulièrement
espacés entre 0,02 et 0,1 g.L-1 compris. Vous présenterez votre protocole
sous forme d'un tableau et préciserez le matériel utilisé. 3/ Dans quel ordre injecter les solutions étalons ? Justifier. 4/ Chaque solution est injectée 2 fois et les aires obtenues moyennées.
Tous les résultats sont donnés dans le tableau n° 2 ci-après. Tracer la
droite d'étalonnage. Tableau n°2 : Aire des solutions étalons. |Solutions |1 |2 |3 |4 |5 |
|Aire |289 988 |583 110 |874 300 |1 165 500 |1 456 986 | 5/ Afin de vérifier l'exactitude de la droite d'étalonnage, nous réalisons
deux inconnues connues. Dans deux fioles jaugées de 5 mL, nous mettons
respectivement 1,5 et 4,5 mL de solution SM et nous complétons au méthanol.
Ces solutions sont injectées après rinçages du système chromatographique
et les aires mesurées sont respectivement de 436988 et 1 311 280. Conclure
sur l'exactitude de la droite. 6/ Nous pesons 2 g de crème dans un tube à centrifugation recouvert de
papier aluminium. Nous ajoutons 10 mL de méthanol puis vortexons 5
minutes. Nous mettons le tube dans de la glace pendant 15 minutes et nous
filtrons. Après un rinçage du système, nous injectons 2 fois la solution.
La moyenne des aires est de 688 914. Calculer la quantité d'acide
rétinoïque de la crème testée. 7/ Sachant que la crème peut être mise en vente avec une tolérance de ± 1%
du titre théorique, préciser si la crème testée est conforme.
Exercice 2 : Nous voulons tester une méthode de dosage de l'hydrocortisone par étalon
interne décrite dans la littérature sur ce type de produit. L'étalon
interne est la prédnisolone. La séparation chromatographique est effectuée à l'aide d'une colonne de
silice greffée C18. La publication précise que la phase mobile est un
mélange eau/acétonitrile 0 à 26 % d'acétonitrile en 20 minutes. Le débit
est de 1 mL.min-1. La détection est réalisée à 243 nm. L'injection est de
20 ?L exactement. 1/ Que signifie l'indication « eau/acétonitrile 0 à 26 % d'acétonitrile en
20 minutes ». Cette indication est-elle suffisante pour reproduire
exactement ces conditions ? 2/ Quelles sont les propriétés de la molécule utilisée comme étalon
interne ? 3/ Afin de vérifier que nos conditions chromatographiques sont correctes
pour un tel dosage, nous réalisons l'essai suivant : nous ajoutons 1 mL
exactement d'une solution de prédnisolone à 0,25 mg.mL-1 dans l'essai
utilisé pour le dosage de l'acide rétinoïque (2 g de crème dans 10 mL de
méthanol). Les résultats sont donnés dans le tableau n° 3 ci-dessous. Tableau n°3 : Temps de rétention et largeur à la base des pics de
l'hydrocortisone et de la prédnisolone.
| |tR (min) |w (min) |
|Hydrocortiso|2,79 |0,20 |
|ne | | |
|Prédnisolone|3,75 |0,23 |
Calculer la résolution et vérifier que la valeur trouvée est compatible
avec la méthode de dosage par étalon interne. 4/ Cette méthode de dosage ayant été validée, nous l'appliquons à notre
échantillon de crème. Nous pesons 2 g de crème dans un tube à
centrifugation recouvert de papier aluminium. Nous ajoutons 10 mL de
méthanol puis vortexons 5 minutes. Nous diluons cette solution au 1/50ème.
Nous injectons les solutions de la gamme puis la préparation de
l'échantillon. Graphiquement, nous déterminons que cette dilution donne une
concentration de 0,04 g.L-1. Calculer la masse d'hydrocortisone contenue
dans 50 g de crème.
Exercice 3 : CCM L'huile essentielle de girofle est extraite des boutons floraux séchés du
giroflier ou clous de girofle, alors que l'huile essentielle de giroflier
est extraite des feuilles et rameaux du giroflier. Ces deux huiles,
utilisées en parfumerie et en pharmacie, diffèrent par leur composition :
elles contiennent toutes deux de l'eugénol, mais celle dite de girofle
contient aussi 12 à 15 % d'un ester de l'eugénol, l'acétate (ou éthanoate)
d'eugényle. 1. Extraction de l'huile essentielle du clou de girofle Nous réduisons en poudre quelques clous de girofle, puis nous versons cette
poudre dans un ballon. Nous ajoutons 100 mL d'eau distillée et quelques
morceaux de pierre ponce. Nous réalisons le montage de distillation et
nous portons à ébullition. Quand la température se stabilise, le distillat
est recueilli dans un erlenmeyer. Nous recueillons environ 70 mL de
distillat d'aspect trouble.
Nous ajoutons environ 50 g de chlorure de sodium au distillat, nous agitons
jusqu'à dissolution, puis nous transvasons dans une ampoule à décanter.
Sous hotte, nous ajoutons 10 mL de dichlorométhane. Nous agitons l'ampoule
puis laissons décanter. Nous effectuons une deuxième extraction sur la
phase adéquate avec 10 mL de dichlorométhane supplémentaire. Puis nous
séchons le produit avec un peu de sulfate de magnésium anhydre. 1/ Quelles sont les précautions à respecter lorsque l'on agite l'ampoule à
décanter ? 2/ À l'aide du tableau n° 1 ci-dessous, déterminer dans quelle phase se
trouve l'huile essentielle et où cette phase se situe dans l'ampoule après
décantation.
Tableau 1 : Densités des solvants d'extraction et solubilité de l'eugénol. |Solvant |Eau |Eau salée |Dichlorométhane |
|Densité |1,0 |1,1 |1,3 |
|Solubilité de |très faible |insoluble |très soluble |
|l'eugénol | | | | Lundi 16 mai 2011
14h00 - 16h00 et 17h00 - 18h00 2. Analyse par chromatographie sur couche mince des essences de girofle et
de giroflier Sur une plaque de silice sensible aux UV, nous effectuons les dépôts de
quatre solutions dans le dichlorométhane : une d'eugénol (E), une d'acétate
d'eugényle (O), une de l'essence de girofle (C) ; une de l'essence de
giroflier obtenue à partir des feuilles et rameaux du giroflier (F). Comme
l'acétate d'eugényle n'est pas commercialisé, nous effectuons sa synthèse
à partir d'eugénol et d'anhydre acétique et réalisons plusieurs lavages
pour avoir le produit le plus pur possible. L'éluant est un mélange de toluène et d'éthanol. Après révélation, nous
obtenons le chromatogramme donné par la figure n°1 ci- après.
[pic] Figure 1 : Résultat de la chromatographie sur couche mince.
3/ Quel est le composé le plus hydrophobe ? Justifier votre réponse. 4/ Le protocole parle de « plaque de silice sensible aux UV », expliquer. 5/ Analyser le chromatogramme obtenu et conclure sur la composition des
deux essences.
ANALYSE SPECTRALE - Dosage par SAA du nickel
(Extrait de l'épreuve de TASS - BTS 2008)
Exercice 4 : Nous désirons doser le nickel dans des moules par spectrophotométrie
d'absorption atomique.
Les moules sont broyées, homogénéisées et séchées sous vide. Puis, 50 mg
de la mixture sont pesés et mis dans 2 mL d'acide nitrique à 1,5 mol.L-1. 1/ Nous disposons de la solution commerciale d'acide nitrique ayant les
caractéristiques suivant