Exetat · Chimie

Mesures et matériel de laboratoire

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Une mesure ne vaut que par sa précision : le nombre de chiffres significatifs la dit, et le choix de la verrerie la garantit. À l'Exetat, on te demande de compter ces chiffres et de reconnaître l'instrument qui convient à chaque geste du laboratoire.

L'essentiel

  • Un chiffre significatif est un chiffre qui porte une information sur la mesure. On les compte en partant du premier chiffre non nul à gauche, jusqu'au dernier chiffre écrit à droite.
  • Les zéros placés à gauche (0,00…) ne comptent jamais : ils servent seulement à placer la virgule. 0,0025 a 2 chiffres significatifs, comme 2,5.
  • Les zéros placés entre deux chiffres non nuls comptent toujours (2,03 en a 3), et les zéros placés à droite après la virgule comptent aussi (0,02030 en a 4) : ils disent que la mesure est précise jusque-là.
  • En notation scientifique, seuls les chiffres de la partie avant « × 10ⁿ » comptent : 2,03 × 10⁻² a 3 chiffres significatifs, 4,0500 × 10⁻³ en a 5.
  • Instruments de précision : la pipette jaugée prélève un volume fixe très précis (10,0 mL, 20,0 mL) ; la fiole jaugée prépare un volume fixe précis de solution (100 mL, 250 mL) ; la burette graduée, munie d'un robinet, verse goutte à goutte la solution titrante en lisant le volume versé.
  • Instruments peu précis : le bécher et l'erlenmeyer contiennent ou mélangent (l'erlenmeyer reçoit la solution à doser pendant un titrage) ; l'éprouvette graduée mesure un volume approximatif.
  • Autres appareils : la pissette contient l'eau distillée pour rincer ou compléter au trait de jauge ; l'étuve est un four réglable (vers 110 °C) qui sèche la verrerie et les précipités ; le dessiccateur garde un objet sec pendant qu'il refroidit ; la propipette (poire) aspire le liquide dans la pipette sans pipeter à la bouche ; la balance analytique pèse au dixième de milligramme.

La méthode

  1. 1Pour compter les chiffres significatifs, repère le premier chiffre non nul en partant de la gauche : c'est le premier chiffre significatif.
  2. 2Compte tous les chiffres à partir de lui jusqu'au dernier chiffre écrit, zéros compris (zéros du milieu et zéros de droite).
  3. 3Si le nombre est en notation scientifique, compte seulement les chiffres de la mantisse (la partie devant × 10ⁿ).
  4. 4Pour un instrument, demande-toi ce que fait le geste : prélever un volume fixe (pipette jaugée), préparer un volume fixe de solution (fiole jaugée), verser un volume variable lu au fur et à mesure (burette), sécher (étuve), garder au sec (dessiccateur), rincer ou ajuster (pissette).

Un exemple résolu

Combien de chiffres significatifs comporte la mesure 0,0040500 g ? Écris-la en notation scientifique.

  1. 1.Les trois zéros de gauche (0,00) ne comptent pas : ils placent seulement la virgule.
  2. 2.Le premier chiffre significatif est le 4.
  3. 3.À partir du 4, on lit : 4, 0, 5, 0, 0. Le zéro entre 4 et 5 compte, et les deux zéros de droite comptent car ils sont écrits après la virgule.
  4. 4.Total : 5 chiffres significatifs.
  5. 5.En notation scientifique, on garde ces 5 chiffres : 0,0040500 g = 4,0500 × 10⁻³ g.

Réponse : 5 chiffres significatifs ; 4,0500 × 10⁻³ g.

Les pièges à éviter

  • Compter les zéros de gauche : 0,00250 a 3 chiffres significatifs (2, 5, 0), pas 5 ni 6.
  • Oublier les zéros de droite : 0,02030 a 4 chiffres significatifs, alors que 0,0203 n'en a que 3. Ces deux mesures ne sont pas aussi précises l'une que l'autre.
  • Confondre pipette jaugée et burette : la pipette prélève un volume fixe, la burette verse un volume que l'on lit. Le mot « robinet » ou « goutte à goutte » désigne la burette.
  • Choisir un bécher ou une éprouvette pour préparer une solution précise : seule la fiole jaugée donne un volume exact de solution.
  • Confondre étuve (elle chauffe pour sécher) et dessiccateur (il ne chauffe pas, il protège de l'humidité pendant le refroidissement).

À retenir

On compte les chiffres significatifs à partir du premier chiffre non nul, zéros de droite compris ; pipette jaugée pour prélever, fiole jaugée pour préparer, burette pour titrer.