Prsentation PowerPoint

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Exercice n1 Diffusion au travers dune
membrane. Rappels Le débit molaire diffusif du
soluté Jd est donné par la loi de Fick Jd -D
S dc/dx Jd sexprime en mole/s Où D
coefficient de diffusion du soluté considéré dans
la solution (m2/s) D RTb où R cste gaz
parfais (8,31 JK-1 mole-1), T K, b mobilité
mécanique molaire (s/kg) , b
1/ (N 6 p h r ) avec N nb dAvogadro
(6,023 1023) h viscosité du milieu (Pa
s) r rayon de la molécule (m) D kT/6
p h r car kR/N cste de
Boltzmann (1,38 10-23 J) D kT/ 3 M pour
un soluté de forme quelconque (M masse
molaire) S aire des pores perméables au
soluté (m2) et S (1-s) k S dc/dx gradient
de concentration au travers de la membrane
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• On connaît les coefficients de diffusion D, la
  masse molaire de la ribonucléase, il faut
• calculer la masse molaire du virus de la mosaïque
  du tabac
• Utilisation de la formule donnant D en fonction
  de M
• D kT/ 3 M
• D1 D ribonucléase kT/ 3 Mrib
• D2 D mosaïque du tabac kT/ 3 Mmos
• D1/ D2 3 Mmos/Mrib
• Mmos Mrib (D1/D2)3
• Mmos 13700 (10,68 10-7 /0,73 10-7 )3

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Exercice n2 Utilisation de la relation entre le
coefficient de diffusion D et le rayon de la
molécule D kT/6 p h r
Avec kcste de Boltzmann (1,38 10-23
J) h viscosité du milieu (Pa s) r rayon de
la molécule (m) r kT/6 p h D r 1,38
10-23 . 314 / 6. 3,14 . 10-5 .0,69 10-6 r
3,33 10-10 m
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Exercice n 3
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Urée 24g/l Mannitol 0,5 mole/l
Urée 24 g/l

• Pour lurée, c1 c2 gt il ny a pas de
  diffusion
• Pour le mannitol Dc/Dx c1-c2/Dx
• Avec c1 0,5 mole/l 91g/l 91kg/m3 et c2 0
• gt Dc 91/Dx kg/m4 (-91/Dx kg/m4 également
  correct)
• b) Utilisation de la relation de Fick
• Jd -Dm S dc/dx Attention aux unités!!!
• Jd1,5 10-2g/heure 1,5/182 mole/heure soit 8,24
  10-5 mole/h
• Dm 0,4 cm2/jour 0,0166 cm2/h
• Dc 0,5 mole/l 0,5 10-3 mole cm-3 et S 10
  cm2
• Dx Dm S dc /Jd 0,0166 . 10 . 0,5 10-3 /8,24
  10-5 1,01 cm

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Exercice n 4 Masse durée passant du
compartiment 1 vers le compartiment 2 pendant
1s On utilise la loi de Fick Jd -D S
dc/dx où S aire pore perméables D 0,81cm2/J
0,81/(3600 . 24) cm2/s 9,375 10-6 cm2/s S
pr2 p . 0,32 0,282cm-2 Dc 0,2 mole/l 2
10-4 mole cm-3 et Dx 0,5 cm Jd
9,375 10-6 . 0,282 . 2 10-4 / 0,5 Jd 1,0575
10-9 mole/s Comme Murée 60g/mole, il passe
1,0575 10-9 . 60 soit 6,35 10-8 g durée par
seconde du Compartiment 1 vers le compartiment 2
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• Exercice n5
• La pression osmotique est la pression exercé par
  un soluté sur une membrane qui lui est
• totalement (ou partiellement imperméable). Pour
  une membrane imperméable au soluté on a
• ps cs RT (loi de Vant Hoff)
• Avec cs concentration osmolale du soluté
• R constante des gaz parfaits 8.31
  J. osmole-1. K-1
• T température K
• Pour une solution avec plusieurs solutés
• p ?ici RT
• Ici solution de glucose et NaCl.
• Le NaCl étant dissociée en Na et Cl-, il faut
  prendre en compte, pour le calcul de la pression
• osmotique les concentrations osmolales de
  glucose, de Na et de Cl-
• Cosmol glucose Cglucose 9 g/l 9 103 g/m3
  comme Mglucose 180 g/mole gt Cglucose 50
  mole/m3

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CNaCl 2,92 g/litre 2,92 103 g/m3 comme
MNaCl 58,5 g/mole gt CNaCl 49,9
mole/m3 Cosmole NaCl 2 CNaCl 99,8
osmole/m3 p ?ici RT p (Cosmole glucose
Cosmole NaCl ) RT p (50 99,8) . 8,31 . (27
273) 373 103 Pa
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• Exercice n6
• Abaissement cryoscopique diminution de la
  température de congélation liée à la présence
• dun soluté
• Dqc Kc . Cosmol loi de Raoult
• Dqc abaissement cryoscopique en C
• Kc constante cryoscopique du solvant, C . Kg
  . Osmole-1
• Cosmol concentration osmolale totale de la
  solution
• Dqc qsolv qsolution où qsolv température
  de congélation de du solvant pur
• qsolution température de congélation
  de la solution
• Ici un soluté non électrolitique (non dissocié)
  est dilué dans du camphre à la concentration
• molale de 0,1 mole/kg de camphre
• Dqc Kccamphre . Cosmol qcamphre qsolution
  avec qcamphre 180C
• et Kccamphre 40C . Kg mole-1

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Exercice n7 Leffet Donnan sobserve entre 2
compartiments séparés par une mb dialysante si
lun des compartiment comporte une protéine
dissociée Les petits ions diffusibles vont
diffuser du compartiment où le produit ionique
est le plus grand vers le compartiment où le
produit ionique est le plus faible tout en
respectant lélectroneutralité de chaque
compartiment gt chaque ions diffusible sera en
concentration différente entre les
2 compartiments A léquilibre , les potentiels
déquilibre de chaque ions diffusible sont
identiques et égal au Potentiel déquilibre de
Donnan A léquilibre les relations suivantes
sont vérifiées (cas dune protéine, dun cation
et de KCl) C2/ C1 K2/ K1
Cl-1/ Cl-2
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1
2
Pr- 7 mmol/L Na 7 mmol/L
Na 5 mmol/L Cl- 5 mmol/l

• b) A léquilibre on devrait avoir Na1/ Na2
  Cl-2/ Cl-1
• Ici Na1/ Na2 1,4 et Cl-2/ Cl-1
  infini gt il ne sagit pas dun équilibre
• c) A léquilibre on devrait avoir Na1/ Na2
  Cl-2/ Cl-1
• A léquilibre on devrait avoir Na1 . Cl-1
  Na2 . Cl-2 (égalité des produits
  ioniques)
• ici Na1 . Cl-1 0 et Na2 . Cl-2 25
• pour quà léquilibre Na1 . Cl-1 Na2 .
  Cl-2 il faut que les ions se déplacent
• du compartiment 2 vers le compartiment 1
• On peut aussi raisoner directement sur les Dc des
  ions diffusibles
• - pour Na , c1gtc2 le Na pourrait diffuser de 1
  vers 2 mais il y aurait rupture de
  lélectroneutalité avec comme seule option pour
  la corriger une migration électrique de Na de 2
  vers 1 annulant le flux diffusif

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• Pour Cl-, c2gtc1, il y a donc un flux diffusif de
  Cl- de 2 vers 1 accompagné dune migration
• électrique de Na de 2 vers 1 pour respecter
  lélectroneutralité
• c) Pour le respect de lélectro-neutralité,
  obligatoirement la même quantité de Cl- et de Na
• passent du cp 2 vers le cp 1
• A léquilibre on a Na1 . Cl-1 Na2 .
  Cl-2
• (7 x) . x (5 x) . (5 x)
• 7x x2 25 x2 10x gt x 1,47

1
2
Pr- 7 mmol/L Na (7 x) mmol/L Cl- x
mmol/L
Na (5-x) mmol/L Cl- (5-x) mmol/L
Je
Jd
1
2
Pr- 7 mmol/L Na 8,47 mmol/L Cl- 1,47
mmol/L
Na 3,53 mmol/L Cl- 3,53 mmol/L
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d) Calcul du potentiel déquilibre Veq12
V2-V1 -(RT/ziF) . ln( Na2/ Na1)
-(RT/ziF) . ln( Cl-2/ Cl-1) Veq12 V2-V1
-(RT/F) . ln( Na2/ Na1) V2-V1 - (8,31 .
302,5 / 96500) . ln ( 3,53/8,47) V2-V1 22,8 mV
(ou V1 V2 - 22,8 mV)