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Le matériel du chimiste

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Objectifs

Connaitre le nom de la verrerie et des accessoires courants.
Savoir prélever une solution en utilisant le matériel adéquat.
Savoir mesurer précisément un volume.

Pour bien comprendre

Le matériel utiliser en chimie

1. SAVOIR

a. Définition

Lors d'une manipulation en chimie, il faut respecter l’utilisation du matériel nommé dans le protocole.

En effet, chaque ustensile ou récipient correspond à un usage spécifique.

La verrerie rassemble l’ensemble des récipients, ustensiles de prélèvement ou de mesure de volumes qu’on utilise lors d'une manipulation en chimie.

Les instruments et accessoires sont les appareils de chauffage, dispositifs d’aspiration ou d’agitation.

Les matériels de protection s’utilisent pour la protection des personnes lors de l’utilisation de produits chimiques dangereux ou nocifs.

b. Explications

La verrerie

La verrerie est principalement formée de récipients courants et de récipients de mesure.

Les récipients courants


Bécher	Tube à essai	Erlenmeyer


Flacon	Verre à pied	Ballon

La mesure de volume avec précision


Éprouvette graduée	Burette	Pipette jaugée et pipette graduée	Fiole jaugée

Les instruments et accessoires

Les instruments de prélèvement


Spatule	Agitateur en verre	Verre de montre


Pipeteur (ou pompe à crémaillère)	Poire à pipeter (ou propipette)	Entonnoir

Les appareils de mesure


Balance de précision	pH-mètre	Stylo-pH

Les accessoires


Agitateur magnétique	Chauffe-ballon	Pissette


Potence (ou support) et noix de serrage	Pince en bois

Les matériels de protection


Blouse en coton	Lunettes de protection	Gants de protection	Gants de chaleur

2. SAVOIR-FAIRE

Mesurer un volume avec précision

Lorsqu’on utilise une pipette, une éprouvette graduée ou une fiole jaugée, il faut correctement ajuster le niveau de liquide.
Placer l’œil au niveau du ménisque et ajuster le bas du ménisque au trait de jauge.

Lecture d'un volume

Utiliser les dispositifs d’aspiration

On utilise un dispositif d’aspiration (poire ou pipeteur) avec une pipette jaugée pour prélever une quantité précise de liquide.

Étape 1

On enlève l’air dans la propipette en pinçant la valve A d’une main et en pressant fortement le réservoir d’air de l’autre main.
On place la propipette sur la pipette sans forcer.
Pour prélever le liquide, on trempe le bout de la pipette dans le liquide à prélever et en on pince la valve S. Le liquide monte alors dans la pipette jusqu’au-dessus du trait de jauge supérieur.

Étape 2

On fait redescendre doucement le niveau de liquide jusqu’au trait de jauge en pressant la valve E.

Étape 3

Dans le récipient hôte, on vide le contenu de la pipette jusqu’au trait de jauge inférieur en pressant la valve E.

Réalisation d'une dilution

Le pipeteur (ou pompe à crémaillère) s’utilise de la même manière sauf que pour aspirer le liquide, on tourne la molette et pour vider la pipette, on presse le poussoir.

3. À RETENIR - Glossaire

Agitateur en verre : l’agitateur en verre permet de mélanger les liquides sans risque de réaction chimique entre le verre de l’agitateur et le produit chimique.

Agitateur magnétique : un agitateur magnétique sert à mélanger les liquides de manière autonome. Il est constitué d’une plateforme qui se branche sur le secteur et d’un petit barreau aimanté (turbulent) recouvert de plastique. On plonge le barreau aimanté dans le liquide à mélanger, puis on place l’ensemble sur la plateforme. Lorsqu’on met en marche la plateforme, le barreau aimanté tourne sur lui-même dans le liquide et permet ainsi d’agiter le mélange. Sur la plateforme, un bouton permet de régler la vitesse de rotation du turbulent. On utilise notamment l’agitateur magnétique lors des dosages.

Balance de précision : les balances de laboratoire permettent des pesées avec une précision allant jusque 0,01 mg. Elles ont une masse limite à ne pas dépasser : 200 g, 1 kg ou 2 kg par exemple. Les balances de précision sont pourvues d’un bouton « TARE » qui permet de ne peser que le contenu du récipient. Il suffit ainsi de poser le récipient vide sur la balance. Sa masse s’affiche alors. Une pression sur le bouton « TARE » met l’affichage à zéro. Lorsqu’on ajoute la matière (solide ou liquide) dans le récipient, c’est la masse de la matière qui s’affiche.

Ballon : un ballon sert principalement à faire chauffer des liquides. Pour cela, on pose le ballon dans un chauffe-ballon, lequel permet d'avoir une chaleur uniformément répartie sur la partie sphérique du ballon. Un ballon peut se fermer à l’aide d’un bouchon. Ce dernier peut avoir un orifice qui permet d’y passer un tube récupérateur de gaz.

Bécher : le bécher est le récipient le plus utilisé en chimie. Il n’est pas utilisé pour mesurer des quantités. Ses principales utilisations sont les suivantes.

Récipient intermédiaire dans lequel on effectue un prélèvement précis à la pipette.
Récipient dans lequel on chauffe un liquide si le bécher est en Pyrex.
Récipient dans lequel on réalise une réaction chimique.

Blouse en coton : la blouse à manches longues permet de se protéger des projections éventuelles de produits chimiques ou des brulures. Elle doit être nécessairement en coton et non en polyester qui est une matière inflammable. La blouse aura de préférence des boutons-pression afin d’être enlevée rapidement si nécessaire.

Burette : une burette graduée sert à verser une quantité précise de liquide. Elle est principalement utilisée lors de dosages. Avant toute utilisation, on rince la burette avec la solution qui sera utilisée lors du dosage. Après utilisation, on rince et on remplit avec de l’eau distillée.

Chauffe-ballon / bec électrique : les dispositifs de chauffage au gaz étant interdits dans les établissements scolaires, on utilise des dispositifs électriques dans toutes les situations où il est nécessaire de chauffer ou d’obtenir une flamme. Les systèmes sont pourvus d’un bouton de réglage de la puissance de chauffe. Il est possible d’obtenir une flamme en plaçant une pastille spéciale sur la grille supérieure qui s’enflamme et se consume à haute température. Les récipients en verre qui contiennent les liquides à chauffer doivent être de type Pyrex ou équivalent.

Entonnoir : l’entonnoir permet de verser un liquide dans un récipient au col étroit ou encore de séparer liquide et solide en y plaçant un filtre.

Éprouvette graduée : une éprouvette graduée permet de mesurer une quantité de liquide de façon relativement précise (généralement à 0,5 mL près). Plus l’éprouvette est grande, moins la mesure sera précise. Lorsqu’on mesure, il faut aligner de manière horizontale l’œil, la graduation et le bas du ménisque.

Erlenmeyer : un erlenmeyer remplit à peu près les mêmes fonctions que le bécher. Son col étroit permet de l’utiliser lorsqu’il y a un risque de projection hors du récipient. Il est également souvent utilisé comme récupérateur de produits usagés lors de TP. En effet, sa forme particulière évite de se tromper de récipient et de le confondre avec un bécher contenant un produit utilisé lors du TP.

Fiole jaugée : la fiole jaugée permet de préparer un volume précis (généralement 50, 100 ou 200 mL) d’une solution de concentration connue en faisant une dilution. Les fioles jaugées ne sont pas conçues pour être chauffées. Comme pour l’éprouvette graduée ou la pipette jaugée, il faut aligner de manière horizontale l’œil, le trait de jauge et le bas du ménisque.

Flacon : le flacon sert à stocker des produits à utiliser ultérieurement. Par exemple, on peut y stocker un produit qu’on aura préalablement dilué à une concentration précise.

Jauge : c’est la marque qui figure sur un récipient et qui indique un volume précis.

Gants de chaleur : ce sont de gros gants épais qu’on enfile pour maintenir les récipients chauds.

Gants de protection : les gants protègent les mains des brulures chimiques, des irritations ou même des intoxications par voie cutanée. Dans un laboratoire de classe, on utilise généralement des gants jetables fins en latex, PVC ou vinyle.

Lunettes de protection : en chimie, on utilise des lunettes qui protègent les yeux des éventuelles éclaboussures de produits chimiques. La protection doit également être latérale. Les lunettes s’utilisent en complément de la blouse en coton et des gants de protection.

Ménisque : c’est la forme incurvée que prend la surface d’un liquide dans un récipient.

pH-mètre et stylo-pH : un pH-mètre est constitué d’un boitier électronique à affichage digital relié à une sonde avec un embout généralement en verre et très fragile. Pour mesurer le pH d’une solution :

on rince préalablement la sonde à l’eau distillée et on l’essuie très délicatement ;
on plonge la sonde dans la solution ;
on attend que la valeur affichée se stabilise ;
on relève la valeur stabilisée ;
on rince de nouveau la sonde qu’on stocke dans l’eau distillée ou autre liquide spécifique de stockage.

Pince en bois : la pince en bois permet de tenir les récipients chauds comme les tubes à essai qui ont été chauffés. Son manche à section carrée permet d’être maintenu par une noix de serrage.

Pipeteur (ou pompe à crémaillère) : le pipeteur se place sur une pipette jaugée. C’est un appareil qui aspire de manière très précise le liquide. Pour faire monter le liquide dans la pipette, il suffit d’actionner la molette jusqu’à ce que le liquide atteigne le trait de niveau voulu. Pour vider la pipette, il suffit d’actionner le poussoir latéral.

Pipette jaugée : une pipette jaugée sert à prélever un volume précis de liquide. À l’aide d’une poire à pipeter ou d’une propipette, on fait monter le liquide à prélever jusqu’au trait de jauge ou la graduation voulue. Comme pour l’éprouvette graduée ou la fiole jaugée, il faut aligner de manière horizontale l’œil, la graduation et le bas du ménisque. Il faut toujours rincer une pipette à l’eau distillée avant et après son utilisation. On ne prélève jamais dans le flacon. On verse d’abord le liquide dans un bécher et on prélève dans ce dernier.

Pissette : récipient en plastique relativement souple pourvu d’un tube coudé et rempli généralement d’eau distillée. Elle permet :

de rincer la verrerie et les sondes de pH-mètre ;
de compléter précisément les fioles jaugées jusqu’au trait de jauge.

Poire à pipeter (ou propipette) : la propipette se place sur une pipette jaugée. C’est un appareil qui aspire de manière très précise le liquide.

Potence (ou support) et noix de serrage : la potence est l’ossature (généralement métallique) d’un montage en chimie. Les noix de serrage s’y fixent et permettent de maintenir une burette ou une pince en bois qui tient les récipients.

Spatule : une spatule en métal est utilisée pour prélever les poudres ou copeaux pour les verser dans un récipient. On n’utilise pas une telle spatule pour mélanger les liquides car ces derniers peuvent être assez corrosifs pour interagir avec le métal qui la constitue.

Tube à essai : un tube à essai sert à faire réagir des petites quantités de liquide. Si la réaction nécessite de faire chauffer le mélange, le tube doit être en Pyrex.

Verre à pied : le verre à pied n’a pas d’utilisation spécifique. Comme l’erlenmeyer, on l’utilise souvent comme récupérateur de produits usagés.

Verre de montre : c’est une coupelle en verre qui sert généralement :