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Exemples d’exercices pour le certificat de synthèse Pharmaceutique mais le
sujet d’examen du CSP pourra cependant porter sur d’autres domaines du
programme
Dosage d’une solution aqueuse de phénol par spectrophotométrie UV
Données à 25°C :
Solution aqueuse d’acide chlorhydrique à 37% en masse (37g de HCl pour 100 g de solution) :
densité de la solution commerciale : d=1,19
masse molaire de HCl : M = 36,5 g/mol.
Phénolate de sodium (PhO-, Na+) :
M = 116,1 g/mol
Acide monochloroacétique (noté HA) : pKA (HA/A-) = 2,87
On dispose d’une solution aqueuse de phénol (noté PhOH), acidifiée sans variation significative de
volume par ajout de quelques gouttes d’une solution commerciale d’acide chlorhydrique concentré.
1) Quelle est la masse d’un litre de cette solution commerciale ? En déduire, pour cette solution
commerciale, les concentrations massique (en g/L) puis molaire (en mol/L) en HCl (1,5 pts).
Densité d la solution pèse « d » kg/L soit 1190 g/L (0,5 pt)
Dans un litre de solution on a donc 37/100*1190 g = 440,3 g de HCl (Cm = 440,3 g/L) (0,5 pt)
Dans un litre de solution, on a donc 440,3/M mol = 12 mol de HCl (C = 12 mol/L) (0,5 pt)
On se propose de doser la solution aqueuse acidifiée de phénol par spectrophotométrie UV.
On prépare une solution aqueuse de phénolate de sodium (PhO-, Na+) en dissolvant 290 mg de
phénolate de sodium solide dans 100 mL d’une solution « tampon monochloroacétique ». Le pH est
suffisamment acide pour que seule la forme acide du couple PhOH/PhO- existe.
2) Quelle est la concentration en phénol C0 en mol/L de la solution mère ainsi obtenue (1 pt) ?
Les ions phénolates sont transformés quantitativement en phénol.
C=m/M/V= 2,5.10.-2 mol/L (1 pt)
La solution tampon monochloroacétique est une solution aqueuse d’acide monochloroacétique HA
et de sa base conjuguée A- dans laquelle le rapport [HA] / [A-] = 7,4.
3) Calculer le pH de la solution tampon et justifier le fait que cette solution soit une solution
tampon (1,5 pt).
pH = pKA + log(C(A-)/C(HA)) = 2, 87 + log (1/7,4) = 2,0 (1 pt)
La solution est une solution aqueuse d’un acide faible et de sa base conjuguée en proportion à peu
près équimolaire (pKA - 1 < pH < pKA + 1), c’est donc une solution tampon (0,5 pt).
On prépare une gamme étalon de 6 solutions filles, chacune étant préparée par dilution de la
solution acidifiée mère de phénol de concentration C0 dans la solution tampon monochloroacétique.
On mesure l’absorbance à 324 nm de chacune des solutions filles dans des cuves de 1 cm.
Solution fille n°
1
2
3
4
5
6
Volume préparé (mL)
250
250
250
250
250
250
Concentration en phénol (mol/L) 1.10-4 2.10-4 3.10-4 5.10-4 7.10-4 9.10-4
Absorbance à 324 nm
0,034 0,068 0,096 0,156 0,227 0,291
4.a) Calculer le volume de solution mère à diluer pour obtenir la solution fille n°1 (1 pt).
Cfille.Vfille = C0.Vmere
Pour la solution fille n°1 :
10-4 mol/L * 250.10-3 = 2,5.10-2 * Vmere. On obtient Vmere = 10-3 L = 1 mL. (1 pt)
4.b) En déduire sans calcul les volumes de solution mère à diluer pour obtenir les solutions filles
suivantes (0,5 pt).
Par suite, on dilue 2, 3, 5, 7 et 9 mL de solution mère pour les solutions filles suivantes. (0,5 pt)
On effectue un calcul de régression linéaire par la méthode des moindres carrés.
On donne la formule permettant de calculer le coefficient de corrélation.
n
1
i
r=
n
n
∑( Abs × C ) − n ∑ Abs ∑C
i
i
i=1
i=1
n

1
∑ C − n  ∑ Ci 
 i=1 
i=1
2
n
2
i
i
i=1
n

1
∑ Abs − n ∑ Absi 
 i=1

i=1
2
n
2
i
5.a) Quelle information fournit le résultat d’un calcul de coefficient de corrélation (0,5 pt)?
Le coefficient de corrélation permet de vérifier la linéarité de la méthode, plus il est proche de 1 (en
valeur absolue) et plus les deux variables seront corrélées linéairement. (0,5 pt)
5.b) Calculer le coefficient de corrélation (1,5 pts).
On obtient r = 0,9996 (1,5 pts)
La p-value associée vaut 3.10-7
5.c) Interpréter cette valeur (0,5 pt).
La pvalue correspond au test :
H0 : pas de corrélation linéaire entre la concentration et l’absorbance
H1 : il existe une corrélation linéaire entre la concentration et l’absorbance
Interprétation de cette pvalue : 3.10-7<0.05 donc on peut rejeter H0, il existe bien une relation
linéaire entre la concentration et l’absorbance. (0,5 pt)
La régression linéaire permet d’obtenir l’équation de droite du type y = 320,4 x + 0,001
On mesure l’absorbance de la solution à doser : Abs = 0,161.
6.a) Que vaut le coefficient d’absorption molaire du phénol à 324 nm dans une unité adaptée (0,5
pt) ?
Abs = 320,4.C (+b), l’ordonnée à l’origine b est ici négligeable devant les valeurs d’absorbance
mesurées.
Beer-Lambert : ε.l ≈ 320 L mol-1 et l = 1cm d’où ε = 320 L mol-1 cm-1 (0,5 pt)
6.b) Quelle est la concentration en phénol de la solution à doser (0,5 pt) ?
C = (Abs-b)/a ≈ Abs/A = 5.10-4 M (0,5 pt)

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