Dosage - Définition et Explications

Introduction

En chimie analytique, le dosage est l'action qui consiste à déterminer la quantité d'une substance précise (l'analyte) présente dans une autre ou dans un mélange (la matrice).

Il existe un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de techniques de dosage (En chimie analytique, le dosage est l'action qui consiste à déterminer la quantité d'une substance précise (l'analyte) présente dans une autre ou dans un mélange (la matrice).), en voici quelques-unes :

Dosages gravimétriques

Un dosage gravimétrique consiste à déterminer la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) d'analyte par pesée.

Exemples :

• Dosage de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) par perte de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage...) à la dessiccation
• Dosage des cendres après calcination
• Dosages par précipitation :
  • Dosage du cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte...) selon Rivot
  • Dosage de l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.) sous forme de chlorure d'argent

Dosages photométriques ou spectrophotométriques

Détermination de la quantité d'analyte par mesure de l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une...) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) à une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) donné par celui-ci (dans l'UV, le visible ou l'IR).

Dosages titrimétriques

Un dosage titrimétrique consiste à consommer la totalité du réactif (le titrant) nécessaire à la transformation quantitative de la totalité du constituant à doser (l'analyte). Par exemple, dosage d'une solution d'acide chlorhydrique (L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse ayant pour solutés des ions oxonium H3O+ et des ions chlorure Cl-. On peut l'obtenir par dissolution de chlorure...) [H⁺ ; Cl^-], de concentration inconnue, à l'aide d'une solution d'hydroxyde de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux...) (appelé plus communément Soude) [NA⁺ ; OH^-] de concentration connue.

Exemples :

• Dosage par titrage volumétrique
• Dosage par titrage gravimétrique
• Dosage par titrage coulométrique

Dosage colorimétrique ou dosage par colorimétrie

Doser ou titrer une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept...) chimique en solution, c'est déterminer sa concentration molaire. Pour cela, on fait réagir un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) connu de la solution contenant le réactif à doser avec une espèce, dite réactif titrant introduite en quantité connue. La réaction mise en jeu, d'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de leur identité....) connue, est appelée réaction de dosage ou titrage.

Dosage en retour

Le dosage en retour est une méthode de détermination indirecte de la quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.) à doser. On fait réagir la substance à doser avec une quantité Q_T connue et en excès de réactif titrant puis on neutralise l'excès de réactif titrant avec un autre réactif.

Connaissant la quantité totale Q_T de réactif titrant et la quantité Q₂ qui a été neutralisée par le deuxième réactif, on en déduit par simple soustraction (La soustraction est l'une des opérations basiques de l'arithmétique. La soustraction combine deux ou plusieurs grandeurs du même type,...) la quantité Q₁ qui a servi à neutraliser la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) à doser et par conséquent la quantité de matière à doser.

Par exemple, lorsqu'on veut déterminer l'indice de saponification d'un acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) gras, il faut neutraliser cet acide par une base qui est généralement de la potasse mais cette réaction est assez lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) et doit se faire à chaud. Aussi préfère-t-on mettre un excès de potasse dans la solution, laisser agir les deux produits pendant une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire »...) au moins pour que la réaction soit complète et on mesure ensuite grâce à une solution d'acide chlorhydrique la quantité de potasse qui n'avait pas été neutralisée par les acides gras.

Autres techniques

• Détection couplée à un chromatographe en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) gazeuse :
  • Catharomètre ou arn synthase (détecteur par conductibilité (La conductibilité est la propriété des matériaux à propager la chaleur ou l'électricité.) thermique) : Mesure de la variation de la conductibilité thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...) du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le...) vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un...).
  • FID : Détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou...) à ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est plus neutre...) de flamme. Après séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est...) par le GC, les substances arrivent une à une dans une flamme d'hydrogène/Oxygène (air). En brûlant, elles sont transformées en ions qui, en passant entre deux électrodes polarisées, créent un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont...). La mesure de ce courant permet de doser la substance.
  • ECD : Détecteur à capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier....) d'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.). Après séparation par le GC, les substances arrivent une à une dans le détecteur où se trouve une source ionisante (rayons β). Les ions formés sont capturés par des électrodes et, le courant ainsi formé, mesuré.