Fiche de révision : Techniques de laboratoire et analyses

📋 Plan du Cours

1. Eau et vocabulaire de laboratoire
2. Sécurité et organisation du laboratoire
3. Verrerie et précision des volumes
4. Identification et rinçage du matériel
5. Pipettes et propipettes
6. Micropipettes et microvolumes
7. Dilutions et étalonnage
8. Spectrophotométrie et cuvettes
9. Microscope optique
10. Graphiques et régression linéaire

📖 1. Eau et vocabulaire de laboratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau déminéralisée : Eau dont les minéraux et ions dissous ont été retirés et qui est fournie en contenants de 5 L ou 10 L.
• Eau distillée : Obtenue par ébullition suivie de condensation, ce qui élimine la grande majorité des minéraux, impuretés et microorganismes.
• Soluté : Substance dissoute dans une solution.
• Sorbonne : Enceinte ventilée qui aspire l’air du laboratoire par un ventilateur, fonctionne sous pression négative et rejette l’air vers l’extérieur afin de protéger contre l’inhalation de fumées, gaz, vapeurs et poussières dangereuses.
• Eau du robinet : Eau potable distribuée aux habitants par un réseau public de canalisations.

📝 Points essentiels

📌 Une dilution indépendante prépare séparément plusieurs concentrations à partir d’une même solution mère, tandis qu’une dilution en série prépare chaque solution en diluant la précédente selon un facteur fixe.

💡 Astuce mémo

L’eau déminéralisée retire les ions, tandis que l’eau distillée ajoute ébullition puis condensation.

📖 2. Sécurité et organisation du laboratoire

★ À maîtriser

• Au laboratoire, une blouse en coton fermée, un pantalon couvrant les jambes, des chaussures fermées couvrant tout le pied et les cheveux attachés sont obligatoires, tandis que les lentilles de contact sont fortement déconseillées.

• Il est interdit de manger, boire, fumer, utiliser un téléphone ou pipeter à la bouche dans la salle de travaux pratiques, et les mains doivent être lavées en fin de séance ou immédiatement après contamination.

• Il ne faut jamais prélever directement dans un flacon mère : le volume requis doit d’abord être versé dans un bécher intermédiaire afin d’éviter de contaminer le contenu initial.

• Après la séance, les déchets doivent être éliminés dans les contenants appropriés, les solutions ne doivent pas être reversées dans leur flacon d’origine, et le poste doit être nettoyé puis contrôlé par un superviseur.

Compléments

📌 Avant la séance, les paillasses et sorbonnes doivent être dégagées, les deux sorties accessibles et déverrouillées, et tous les flacons étiquetés.

💡 Astuce mémo

Équipement adapté et poste rangé → prévention des contaminations, accidents et erreurs.

📖 3. Verrerie et précision des volumes

🔑 Notions clés & Définitions

• Fiole jaugée : Sert à préparer une solution de concentration précise par dissolution d’un solide ou dilution d’une solution mère.

★ À maîtriser

📌 Les béchers, fioles Erlenmeyer et éprouvettes graduées sont des verreries peu précises, tandis que les fioles jaugées, pipettes graduées, pipettes jaugées et burettes mesurent précisément les volumes.

• La lecture d’un volume exige d’aligner le bas du ménisque sur le trait de graduation avec l’œil placé au niveau de ce trait.

Compléments

• Une pipette graduée permet de prélever précisément des volumes variables de 0,1 à 50 mL.

• Une pipette jaugée à deux traits permet de prélever précisément un volume fixe compris entre 1 et 50 mL.

💡 Astuce mémo

Bécher, Erlenmeyer et éprouvette donnent une estimation ; pipettes, fioles et burettes donnent une mesure précise.

📖 4. Identification et rinçage du matériel

★ À maîtriser

• 🔄 Le rinçage des récipients suit ces étapes:

  1. Retirer les annotations
  2. Récupérer le liquide restant
  3. Rincer plusieurs fois à l’eau du robinet
  4. Rincer légèrement à l’eau distillée
  5. Placer le récipient à l’envers ou sur un égouttoir

• Après usage, une pipette doit être rincée trois fois complètement à l’eau distillée, avec le premier rinçage dirigé vers le déchet si la substance est toxique.

Compléments

📌 L’alcool ne doit être ajouté qu’après un lavage à l’eau, car il déshydrate les résidus et peut faire adhérer irréversiblement des cellules sur la paroi d’une pipette.

• Une burette doit être vidée dans le déchet approprié, rincée légèrement en recueillant l’eau dans le bécher de déchets, puis remplie d’eau distillée avant d’évacuer cette eau de rinçage dans l’évier.

💡 Astuce mémo

Identifier → rincer à l’eau du robinet → rincer à l’eau distillée → sécher.

📖 5. Pipettes et propipettes

★ À maîtriser

📌 Le pipetage à la bouche est interdit et une propipette doit toujours être utilisée.

• Sur une poire de pipetage, A expulse l’air, S aspire progressivement le liquide et E expulse le liquide contenu dans la pipette.

Compléments

📌 La pipette ne doit jamais rester suspendue à la propipette et doit être tenue par la main supérieure avec la propipette ou par la main inférieure entre l’index et le majeur.

💡 Astuce mémo

A chasse l’air, S aspire, E expulse.

📖 6. Micropipettes et microvolumes

🔑 Notions clés & Définitions

• Micropipette : Instrument de précision utilisé pour distribuer des microvolumes variables compris, selon les modèles, entre 2 et 1000 µL.

★ À maîtriser

📌 Pour une précision maximale, il faut choisir la micropipette dont la capacité maximale est la plus proche du volume à délivrer.

• 🔄 L’utilisation d’une micropipette suit ces étapes:
  1. Prendre un embout sans le toucher
  2. Enfoncer le piston au premier cran
  3. Immerger légèrement l’embout
  4. Relâcher doucement le piston
  5. Distribuer au premier puis au second cran
  6. Éjecter l’embout
  7. Replacer la micropipette sur son support

Compléments

📌 Pour les solutions visqueuses, il est préférable de déterminer le volume par pesée, tandis que le pré-rinçage de l’embout améliore la précision pour les protéines, le sérum et certains solvants organiques.

💡 Astuce mémo

Choisir → embouter → aspirer au premier cran → distribuer aux deux crans → éjecter.

📖 7. Dilutions et étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : Réduit la concentration d’une solution mère par ajout d’un solvant, tandis que la quantité de soluté reste constante et que la concentration finale dépend du volume final.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La conservation de la quantité de soluté s’écrit $n = C_sV_s = C_dV_d$.

📐 Formule — Le facteur de dilution vérifie $DF = \frac{C_{stock}}{C_{diluée}} = \frac{V_{dilué}}{V_{stock}}$.

• 🔄 Préparer une dilution consiste à:

  1. Calculer le volume de solution mère
  2. Le mesurer avec une pipette adaptée
  3. Le transférer dans une fiole jaugée
  4. Compléter au trait avec le solvant
  5. Boucher et homogénéiser par retournements

• Une série d’étalonnage doit généralement comprendre un blanc à concentration nulle et au moins cinq points de calibration répartis sur la gamme de concentrations étudiée.

💡 Astuce mémo

Prélever → transférer → compléter → homogénéiser.

📖 8. Spectrophotométrie et cuvettes

★ À maîtriser

📐 Formule — L’absorbance est définie par $A = \log\left(\frac{I_0}{I}\right)$.

📌 Les cuvettes en plastique conviennent aux solutions non corrosives dans le visible entre 400 et 800 nm, les cuvettes en verre aux solutions corrosives ou à certains solvants organiques dans le visible, et les cuvettes en quartz à l’ultraviolet entre 200 et 400 nm.

• 🔄 L’analyse en mode absorbance suit ces étapes:
  1. Régler la longueur d’onde
  2. Faire le zéro avec le blanc
  3. Mesurer l’absorbance de l’échantillon
  4. Vérifier périodiquement le zéro avec le blanc

Compléments

📌 Une cuvette doit être remplie au maximum aux deux tiers, tenue par ses faces non traversées par le faisceau lumineux, et positionnée avec ses parois perpendiculaires au faisceau.

• Le spectrophotomètre est mis en marche quinze minutes avant son utilisation afin de permettre le chauffage de la lampe.

💡 Astuce mémo

Le blanc fixe zéro → l’absorbance mesurée permet d’estimer la concentration.

📖 9. Microscope optique

★ À maîtriser

📐 Formule — Le grossissement total du microscope vérifie $G = G_{oculaire} \times G_{objectif}$.

• La mise au point commence avec l’objectif de plus faible grossissement, utilise d’abord la vis macrométrique puis la vis micrométrique, et se poursuit avec la vis micrométrique lors du passage aux objectifs supérieurs.

📌 L’objectif 100x s’utilise uniquement avec de l’huile à immersion pour observer de très petites structures, et il ne faut pas revenir à un objectif inférieur après avoir appliqué l’huile.

Compléments

• Les grossissements totaux sont de 40 pour l’objectif 4x, 100 pour 10x, 400 pour 40x et 1000 pour 100x.

💡 Astuce mémo

Faible grossissement → mise au point grossière → mise au point fine → objectifs supérieurs.

📖 10. Graphiques et régression linéaire

📝 Points essentiels

• Un graphique doit comporter:
  • Des axes tracés à la règle
  • Une échelle régulière avec valeurs et unités
  • Des points marqués par de petits signes plus
  • Une courbe ou droite d’ajustement
  • Une légende si nécessaire
  • Un titre explicite

📌 Le titre d’un graphique doit exprimer la grandeur portée en ordonnée en fonction de la variable portée en abscisse, sous la forme y = f(x).

📐 Formule — La droite de régression linéaire s’écrit $y = ax + b$, où a est sa pente et b son ordonnée à l’origine.

• La régression linéaire recherche les coefficients a et b qui minimisent la somme des carrés des différences entre les valeurs observées et les valeurs calculées.

📌 Une valeur du coefficient de corrélation r proche de 1 ou de -1 indique qu’une droite est un modèle adapté, tandis qu’une valeur proche de 0 correspond à un nuage plus circulaire ne justifiant pas une droite.

💡 Astuce mémo

Une droite convient si les points sont alignés ; une corrélation proche de zéro ne justifie pas ce modèle.

📊 Tableaux de synthèse

Verrerie selon la précision

Matériaux des cuvettes