solutions électrolytiques

1
Exercice

• On dissout m2 g dun hydrocarbure non volatil
  dans m100 g de benzène à 20C. La tension de
  vapeur de ce dernier sabaisse de 74,66 à 74,01
  mm Hg.
• Calculer la masse molaire de cet hydrocarbure
• Donner sa formule brute sachant quil renferme
  94,4 en masse de carbone.
• Benzène M78 g.mol-1.

2
Exercice
3
Exemple 11

• Un volume de 0,1 L de sang à 0C est en équilibre
  avec de lazote gazeux pur à la pression 2 atm.
• Calculer le volume gazeux dazote dissous dans le
  sang.
• Même question si on remplace lazote pur par de
  lair ( 80 dazote , 20 doxygène) à la
  pression 2,5 atm.
• Azote s 0,023 L.L-1 de sang. atm-1

4
Exemple 11

• v s Pi V 0,023. 2. 0,1 4,6 mL
• v s Pi V
• Pi 2,5 . 0,8 2 atm ( Pression partielle)
• soit v 4,6 mL

5
CHAP. 5

• Solutions électrolytiques

6

• 1.
• Conductivité dune solution

7
COMPORTEMENT DES SOLUTIONS ELECTROLYTIQUES

• Résistance électrique beaucoup plus faible que la
  résistance de leau pure
• Entre deux solutions de concentrations ioniques
  différentes apparaît une ddp

8
Principe de la conductivité
L
9
Définition de la conductivité
10
Résistance et conductance
11
Formule générale de la conductivité
12
Remarques

• La conductivité dépend
• de la concentration molaire du soluté
• de la nature des ions
• de la température

13
Conductivité dune solution
14
Exemple 1

• Soit une solution dacide chlorhydrique de 10
  mmole/l. Les mobilités des ions H et Cl- sont
  respectivement égales à 35 ?m/s et 7,63 ?m/s
  pour un champ de 1 V/cm , à une température de
  25C.
• Calculer la conductivité et la résistivité de
  cette solution.

15
Exemple 1
16
Conductivité équivalente
17
Exemple 2

• La conductivité dune solution aqueuse dun
  électrolyte du type AB2 de concentration 15
  mmol.L-1 est s 24 ?-1.m-1. Sa conductivité
  équivalente à dilution infinie est ?8400
  ?-1.cm-2. Eq-1.
• Calculer son degré de dissociation et sa
  constante déquilibre.

18
Exemple 2
19
QCM1

• Soit une solution électrolytique , sel dun acide
  faible. Quel(s) élément(s) ne dépend(ent) pas de
  son coefficient de dissociation
• La résistivité de la solution
• Le pH
• La molarité
• Labaissement cryoscopique
• Losmolarité

20
QCM2

• La migration électrique
• est un transport de type passif
• est en rapport avec un gradient de potentiel
  électrique
• entraîne un flux électrique de solvant
• est seule responsable du flux de la membrane
  cellulaire
• provoque un courant électrique dont le sens est
  toujours opposé au gradient de potentiel

21
QCM3

• Une membrane dialysante sépare deux solutions
  électrolytiques de concentration inégale. Dans
  lun des compartiments se trouve une
  macromolécule neutre, létat déquilibre est tel
  que
• Lélectroneutralité de part et dautre de la
  membrane
• Légalité des concentrations de chaque ion de
  part et dautre
• Lexistence dune ddp entre les côtés de la
  membrane rapidement résolutive
• Létablissement dune contre-pression osmotique
• Un flux de migration non négligeable

22
Relation conductivité-concentration
s
H2SO4
KOH
m
23
Relation cond. Eq. - Concentration
?
Electrolytes forts
Electrolytes faibles
24
Interprétation de la relation cond. eq -
concentration

• Deux interprétations possibles
• m? ? ?? ? Le nombre dions ? ? ? ?
• ( Valable pour les électrolytes faibles)
• ? 1 ? Molécules complètement dissociées m? ?
  Activité ionique diminue?
• (cas des électrolytes forts)

25
Activité dune solution

• Concentration dune solution idéale qui
  présenterait la même conductivité que la solution
  réelle.
• a ?m
• ? Coefficient dactivité
• Faible concentration ? 1
• Forte concentration ? lt 1

26

• 2.
• Mesure de la conductivité

27
Conductimétrie
G 1/R
CONDUCTIMETRE
28
QCM5

• Concernant la mobilité dun ion soumis à laction
  dun champ électrique
• Elle est indépendante de la viscosité du milieu
• Elle est toujours identique pour deux ions de
  même charge
• Elle dépend de lintensité du champ électrique
• Elle seffectue toujours à vitesse croissante
• Elle génère une force de frottement

29
QCM6

• Concernant la membrane cellulaire
• Les forces dues aux gradients transmembranaires
  de concentration et de potentiel électrique sont
  de même sens pour les ions K et Cl- , mais elles
  sont opposées pour lion Na
• Elle a une face interne toujours électronégative
• Elle a une face externe électropositive
• La ddp est supérieure à 50 mV dans le cas des
  cellules excitables
• Les mécanismes de transport actif explique la
  constance des concentrations ioniques intra et
  extracellulaires

30
Pont de Wheatstone
kL/S Facteur géométrique
R2
R
R3
R1
Equilibre ? R R1R2/R3? s k/R
31
Conductivité du plasma
32

• 3.
• Mobilité ionique

33
Définition

• soit un ion dans un champ électrique E, qui se
  déplace dans un solvant ( avec frottements). Sa
  vitesse est constante en régime permanent. On
  définit la mobilité Ucation ?U.E v et U-anion
  ?U-.E v

34
Exemple 3

• Etablir la dimension de la mobilité U en
  lexprimant en masse (M), temps (T) et intensité
  électrique (I).

35
Formule de la mobilité dun ion
36
Aspects physico-chimiques de la mobilité

• La mobilité ionique est fonction
• de la nature de lion (Q et r)
• du milieu dans lequel il se déplace

37
Exemple 4
38
Ordres de grandeur

• Les mobilités ioniques 2 à 10 microns/s pour un
  champ de 1V/cm ( 2.10-8 à 10-7 m2.V-1.s-1)
• Les ions OH- et H sont beaucoup plus rapides
  20 et 30 microns/s.

39
QCM4

• Pour les électrolytes forts, ? est toujours égal
  à 1 mais lactivité diminue quand la
  concentration augmente
• Lintensité du courant augmente avec la
  concentration
• Pour un électrolyte faible, à forte dilution le
  coefficient dactivité tend vers 1
• La force ionique caractérise lenvironnement
  ionique
• La force ionique du plasma est de 0,145

40
QCM7

• La mobilité dun ion dans un champ électrique
• dépend dans certains cas du pH de la solution
  aqueuse
• dépend de la concentration
• est à la base de lanalyse par électrophorèse
• est fonction de la charge de lion
• est sa vitesse de migration

41
Exemple 4

• Une protéine a une mobilité u -7,2 10-7m.s/V.m-1
  dans un milieu tampon liquide de pH8,6 et de
  viscosité ?0,2mPa.s. Cette particule est
  sphérique de rayon r1nm.
• Situer son pH isoélectrique et calculer la charge
  prise par cette particule à ce pH.
• Quelle tension faut-il appliquer entre les
  électrodes distantes de 10 cm pour quelle se
  déplace de 7 mm en 100s?

42
Mobilité et courants ioniques

• Courant cationique
• Courant anionique

43
Exemple 5

• Soit un acide AH dont lion A- a une mobilité de
  5?m/s par volt/cm. Quelle est la proportion du
  courant cationique?
• t 30/35 86 par les ions H

44

• 4.
• Potentiel délectrode et loi de Nernst

45
Oxydation et réduction

• Oxydation perte délectrons
• M M z ze-
• M z Forme oxydée
• Réduction gain délectrons
• M z ze- M
• M Forme réduite

46
Exemple 3

• Fe 2 Fe 3 e-
• Reducteur Oxydant ze-
• Réaction Redox

47
Potentiel délectrode Formule de Nernst

• Soit le couple rédox Ox/Réd
• ? Ox ne- ß Réd

48
Exemple 4

• Vérifier quà 25C, on a

49
Exemple 4

• Sachant que lnXln10 x logX et que pour 25C , T
  298 K

50
Les différents types délectrodes

• Lélectrode métallique (M z /M)
• Lélectrode à hydrogène
• Lélectrode métallique inerte (solution contenant
  forme oxydée et forme réduite dune même
  substance, exemple Fe 3 / Fe 2 )

51
Lélectrode métallique

• Electrode métallique plongeant dans une solution
  dun de ses sels ( Couple M z /M)

52
Exemple5

• Calculer le potentiel dune lame dargent
  plongeant dans une solution de Ag NO3 de
  concentration m 1 mmol.l-1.
• On donne E0(Ag/Ag) 0,80 V
• AgAge- ? E E0 0,059 log m 626 mV

53
Lélectrode à hydrogène

• Couple H/H2
• Une électrode en platine dans une solution acide
  contenant les ions H ? Au contact de lélectrode
  il y a échange de- entre H et H2.
• 2 H3O 2e- H2 (g) H2O

54
Exemple 6

• Calculer le potentiel dune électrode à hydrogène
  ( pH2 1 atm) plongée dans chacune des
  solutions suivantes à 20C.
• HCl 0,1 mol.l-1
• HCOOH 0,15 mol.l-1 ( ? 0,03)
• H2SO4 0,1 mol.l-1
• NaOH 0,1 mol.l-1

55
Exemple 6
56
Lélectrode métallique inerte
57
Exemple 7

• Calculer le potentiel dune électrode
  inattaquable de platine plongée dans une solution
  de sels ferreux et ferrique à concentrations
  égales sachant que
• E(Fe 3/Fe 2)0,77V
• Calculer le potentiel lorsqueFe32 Fe2

58
Exemple 7
59
Oxydo-réduction

• Une réaction doxydation ne seffectue quen
  présence dun accepteur délectrons
• Couples Ox1/Réd1 et Ox2/Réd2
• Ox1 n1e- Réd1
• Réd2 Ox2 n2e-
• n2Ox1 n1Réd2 n2Réd1 n1Ox2

60
Exemple 8

• Oxydation du Cu ( cuivreux) par Fe3 ( Ferrique)
• Cu Cu 2 e-
• Fe 3 e- Fe 2
• Cu Fe 3 Cu 2 Fe 2

61
Pile électrochimique
Anode
Cathode
E1
E2 gt E1
e-
mV
I
KCl concentré

-
K
Cl-
Pont salin
N
M
m1
m2
62
f.e.m dune pile
63
Mesure du pH

• Pile avec
• -Electrode de référence impolarisable E2
• -Electrode de mesure ( à hydrogène) dans une
  solution de concentration inconnue
• T20C
• E(V) E2 0,058 pH

64
Exemple 10

• On considère la pile suivante
• Données numériques
• T298KE0(Fe3/Fe2)0,77VE0(Ag/Ag)0,80V
• Calculer la f.e.m E de cette pile
• Quelle est la relation entre E0 de la pile et la
  constante déquilibre de la réaction chimique
  lorsque la pile débite. Calculer cette constante.

65
Exemple10

• Couple Fe3/Fe 2 Fe3 e- Fe 2
• E1 E0 (Fe3/Fe 2 ) 0,059 logFe3/Fe 2
• Couple Ag/Ag Ag e- Ag
• E2 E0 (Ag/Ag ) 0,059 logAg
• Réaction Ag Fe 2 Ag Fe 3

66
Exemple12

67
Exemple12

68
QCM8

• Dans une pile électrochimique en fonctionnement,
  la réaction qui se produit est forcée
• La loi de Nernst dit que le potentiel pris par
  une électrode trempant dans une solution dépend
  du couple étudié, et des concentrations (ou des
  pressions pour les gaz) des espèces intervenant
  dans le couple
• Lorsquune pile débite, la masse de lélectrode
  positive ne diminue jamais
• Le pont salin est nécessaire au fonctionnement de
  la pile
• Les ions se déplacent à lintérieur des solutions
  et du pont salin

69
QCM9

• DonnéesE0(H/H2)0V E0(Fe2/Fe)-0,44V
• E0(Ag/Ag)0,80V
• A 25C, par rapport à lélectrode normale
  dhydrogène
• Le potentiel dune lame de fer plongeant dans une
  solution centimolaire de sulfate de fer vaut
  -0,38 V
• Le potentiel de la lame de fer vaut -0,50 V
• Le potentiel dune lame dargent plongeant dans
  une solution de nitrate dargent à 10-3 mol.L-1
  vaut -0,62V
• Le potentiel de la lame dargent vaut 1,32 V
• Le potentiel de la lame dargent vaut 0,62 V

70
QCM10

• On réalise la pile suivante Zn/Zn2//Pb2/Pb
• Volume des solutions V100ml
• Zn25,0.10-2 mol.L-1, Pb2 1,0.10-2 mol.L-1
• La constante de réaction ayant pour réactifs les
  ions Zn2 et le métal Pb a pour valeur K2.10-21.
• Un voltmètre est inséré dans le circuit
  extérieur, sa borne est reliée à la lame de
  zinc et sa borne à la lame de plomb

71
QCM10

• Léquation de réaction de la pile est
• Pb2 Zn Zn2 Pb
• Léquation de réaction de la pile est
• Zn2 Pb Pb2 Zn
• La valeur de la tension affichée au voltmètre est
  positive
• À lintérieur de la pile, les électrons se
  déplacent de la lame de zinc vers la lame de
  plomb
• Quand la pile sarrête de fonctionner, le
  quotient de réaction a pour valeur Qr5.

72
Exemple 13

• Solution 1 Fe (NO3)2 -Electrode en Fer
• Solution 2 Ag(NO3) - Electrode en Ag
• Solutions reliées par un conducteur
• Activité de Fe (NO3)2 a 2 mol/l
• Molarité de Ag(NO3) c 2 mol/l
• ddp mesurée entre les 2 solutions 1241 mv
• Coefficient dactivité de Ag ?

73
Exemple 13
74

• 5
• Transports et équilibres ioniques

75
Potentiel de diffusion
1
2
m
-
A

B
-


A

A-
B

B

1
2
1
2
76
Potentiel déquilibre Equ. Gibbs-Donnan
A-2 B2
A-1 lt B1 gt
A-
B
A-1 . B1 A-2 . B2
77
Equation de Nernst
78
Condition déquilibre
79
Exemple14

• Solution contenant des ions Cl-, Na, K, CO3H-,
  Ca, diffusibles à travers une membrane.
• Quel est le potentiel équilibre?

80
Exemple 14
81
Exemple 15

• On considère 2 compartiments A et B séparés par
  une membrane perméable au K. Les concentrations
  en A et B sont respectivement 0,1M et 0,01M.
• Calculer la ddp VA-VB pour laquelle lion K est
  à léquilibre?
• Pour cette ddp, quelle est la valeur du flux net
  de K?

82
Exemple 15

• A léquilibre le flux net dions K est nul.

83
Exemple 16

• On considère 2 compartiments A et B séparés par
  une membrane perméable contenant HCO3- aux
  concentrations 1M et 0,1M, respectivement. La ddp
  entre A et B est VA-VB 100 mV
• Lion est-il à léquilibre ? Satisfait-il à
  léquation de Nernst?
• Si lion nest pas à léquilibre, dans quel sens
  la force électrochimique va-t-elle le faire
  migrer?

84
Exemple 16

• Potentiel déquilibre pour lion
• (VA-VB) eq (60)log(1 / 0,1) 60log10
• (VA-VB) eq 60 mV
• (VA-VB) eq est différent de VA-VB
• ?Pas déquilibre électrochimique pour lion
• z(VA-VB) ltz (VA-VB) eq Diff B?A
• z(VA-VB) gtz (VA-VB) eq Diff A?B
• ? Flux B ?A

85
Macromolécule neutre Phénomène de Donnan

• Membrane dialysante séparant deux solutions
  ioniques de concentrations différentes
  dans un des compartiments se trouve une
  macromolécule électriquement neutre incapable de
  traverser la membrane
• ?Equilibre de Donnan

86
Etat déquilibre de Donnan

• Electroneutralité de part et dautre de la
  membrane
• Concentrations ioniques égales de part et dautre
• ddp nulle entre les côtés de la membrane
• Contre pression osmotique liée à la concentration
  de la molécule neutre non diffusible

87
Macromolécule chargée Phénomène de Donnan

• Membrane dialysante séparant deux solutions
  ioniques de concentrations différentes dans un
  des compartiments une macromolécule non
  diffusible chargée électriquement ( Ex RNaz
  ?Rz- z Na)

88

• Equilibre de Donnan

?
O
O-
O
?-
?-
O
O
?-
O-
O
O
?-
O
O
O
O-
O-
?-
?-
O
O
O
O

?-
O
O-
O-
O-
O-
O
O
O
O
?-
?-
O
O
O
O-
O-
?-
O
?-
O-
?-
O-
O
O
-

U
membrane dialysante
Etat final
Etat initial
89
Etat déquilibre de Donnan

• Electroneutralité de part et dautre de la
  membrane ( ex capillaire sanguin, glomérule
  rénal )
• La non égalité des concentrations de chaque ion
  diffusible ( Présence macro-ion) de part et
  dautre de la membrane
• ddp non nulle entre les côtés de la membrane
• Pression osmotique plus forte que celle due au
  macro-ion ( Pression oncotiquegtPression protéines)

90
Etat déquilibre de Donnan

• Le macro ion repousse les ions de son signe de
  lautre côté de la membrane
• Le potentiel de Donnan V2-V1 est tel que le côté
  de la membrane où est présent le macro ion non
  diffusible se charge de son signe

91
Exemple 17

• On considère 2 compartiments A et B, de volume
  constant, séparés par une membrane perméable aux
  ions K et Cl-, mais imperméable aux ions Y-
  Compartiment A KA Y-A 0,1 M
• Compartiment B KB Cl-B 0,1 M
• En quoi la membrane est-elle de Donnan?
• Les ions sont-ils à léquilibre?
• A léquilibre, quelles sont les concentrations
  des différents ions dans chaque compartiment?
  Quelle sera la ddp entre A et B.

92
Exemple 17

• Membrane de Donnan, puisqu elle est perméable à
  K, Cl- , mais pas à Y-.
• Au départ lion Cl- nest pas à léquilibre. Le
  flux Cl- va de B vers A ?(VA-VB) lt 0 ? Flux K de
  B vers A.

93
Exemple 17

• A léquilibre KA Cl-A KB Cl-B ( Eq.
  Gibbs-Donnan) (1)
• Electroneutralité?KA Cl-AY (2)
• KB Cl-B (3)
• Conservation de la matiére ?
• KA KB 0,2M (4)
• Cl-A Cl-B0,1M (5)
• Y 0,1M (6)

94
Exemple 17

• (3)? KA Cl-A (KB)2
• (4) (5)?(0,2- KB) (0,1- Cl-B) (KB)2
• Ou (0,2- KB) (0,1- KB) (KB)2
• (0,2x0,1)- KB(0,20,1) (KB)2 (KB)2
• (0,2x0,1) KB (0,20,1)

95
Exemple 17

• ?KB 0,02/0,30,066M Cl-B
• Cl-A0,033M, KA 0,133M, Y0,1M
• VA-VB -60 log (KA / KB )-18mV

96
Exemple 17 Autre méthode

• (KA x) x(KB -x) (Cl-B -x)
• (0,1x) x(0,1 -x) (0,1 -x)
• x2 0,1x x2 -0,2x0,01
• 0,3 x 0,01 ? x 0,01/0,3 0,033 M
• xCl-A0,033M,KAx0,1 0,133M
• Cl-B0,1-0,0330,066M KB

97
QCM11

• De part et dautre dune membrane de dialyse, on
  a, à 27C, 2 solutions à léquilibre avec
• H2 10 mmol/L
• H2 4 mmol/L
• H2 8 mmol/L
• H2 2 mmol/L
• Autre réponse

98
QCM12

• La différence de potentiel (V1-V2) de part et
  dautre de la membrane vaut
• -24 mV
• -18 mV
• -10,5 mV
• -36 mV
• Autre réponse

99
QCM13

• Soit une cellule excitable avec les données
  suivantes
• Parmi les réponses proposées
• -89 mV
• -78 mV
• -65 mV
• 50 mV
• 78mV

100
QCM13

• Choisir celle qui correspond à 27C
• Au potentiel de repos
• Au potentiel daction
• Au post-potentiel
• Au potentiel déquilibre des ions K

101
QCM13
102
QCM13

• Potentiel de repos -78 mV
• Potentiel daction 50 mV
• Post potentiel -89 mV
• Potentiel déquilibre des ions K -89 mV

103

• 6
• Diagramme de davenport et troubles acido-basiques

104
Définition

• On appelle diagramme de Davenport les graphes
  donnant lévolution des ions carbonate HCO3- (aq)
  en fonction du pH de lorganisme

105
Lois de variation de HCO3-
106
Définitions

• On appelle point normal, le point N représentant
  un état acido-basique normal soit HCO3-24
  mmol.L-1 et pH7,40.
• Lisobare passant par le point normal est appelé
  isobare normale.
• La droite normale déquilibration (DNE)
  correspond à la droite déquilibration passant
  par N.

107
Isobares et droites déquilibration
HCO3- mmol/L
40
gt40
PCO2  mmHg
lt40
Isobare normale
24

• N

DNE
pH
7,4
108
vi - ve (mV)
UNa
Potentiel daction
? 50
0
Activité électrique de la cellule
Stimulation
UCl
Potentiel de repos
? - 78
? - 89
t
Post Potentiel
UK
Perméabilité
PNa
PK
? 50 ms
t
109
Mécanismes de compensation
I et III compensation II et IV double
agression métabolique et respiratoire
HCO3- mmol/L
III
P2.
.P1
24
IV

• N

.M1
II
I
. M2
pH
Acidose
Alcalose
7,4
110
Exemple 18

• Placer sur le diagramme de Davenport le point
  représentatif dun sujet
• A atteint dune acidose respiratoire non
  compensée
• B atteint dune alcalose métabolique non
  compensée
• C atteint dune alcalose respiratoire
  partiellement compensée
• D atteint dune acidose mixte avec HCO3- normal
• E atteint dune agression totalement compensée
  par perfusion de bicarbonates

111
Exemple 18
.E
HCO3- mmol/L
.B
.A
.D
24

• N

.C
pH
7,4
112
Exemple 19

• Soit le LEC dun sujet avec un pH de 7,4,
  HCO3-28 mmol.L-1, CO21,4 mmol.L-1
• Loi dHenderson-Hasselbach
• ? pH 6,1 log 20 7,4
• Si on ajoute 14 mmol de HCl par litre de LEC en
  absence de tampon carbonique ou autres 14 mEq/L
  de H ? pH 1,85

113
Exemple 19

• Avec tampon carbonique
• HCO3- H ? CO2 H2O
• HCO3- 28-14 14 mEq/L
• CO21,4 14 15,4 mEq/L
• pH 6,1 log 14/15,4 6,06
• -gtH 15000 fois plus faible que sans tampon
• Avec les autres tampons pH gt6,06

114
Exemple 19

• CO2 tend à rester en équilibre avec la PCO2.
• Si PCO2 Cte 40 mmHg --gt CO2 éliminé et revient
  à 1,4 mmol/L
• pH 6,1 log 14/1,4 7,1
• Intervention du système respiratoire pour
  lhypercapnie -gt PCO2 passe à 23 mmHg ? CO2
  0,6 mmol/L
• pH 6,1 log 14 / 0,7 7,4
• Le rein va finalement éliminer les 14 mmol en
  excès, et régénérer les bicarbonates et ramener
  HCO3- à sa valeur initiale , la ventilation
  diminue et PCO2 revient à 40 mmHg.

115
CHAP. 6

• Les Phénomènes de surface

116

• 1
• Tension superficielle des liquides

117
Forces intermoléculaires
Energie de surface dW s dS (s gt0)
Force dinteraction moléculaire
118
Energie de cohésion

• Cest le travail à fournir pour vaincre les
  forces de cohésion

119
Exemple 1

• Quel travail faut-il fournir ?
• Pour casser un bâton de craie de section S en
  deux morceaux, scr étant la tension
  superficielle de la craie
• Pour pulvériser une goutte deau de surface S en
  n gouttelettes de surface s. On donne sE de
  leau.

120
Exemple 1

• Deux surfaces S sont nouvellement crées
• Wc 2 scr. S
• Surface initiale Si
• Surface finale Sf n.s
• Wc sE(Sf - Si)

121
Energie dadhésion

• Cest le travail à fournir pour séparer deux
  phases ( liquide-solide par exemple) de surface S
• Wa (sL sS sL/S) S
• sL Cte tension superficielle du liquide
• sS Cte tension superficielle du solide
• sL/S Cte tension superficielle du mélange
  liquide-solide

122
Potentiel délectrode

• Métal plongé dans une solution contenant lun de
  ses sels
• ? Potentiel délectrode
• Ex Fe (NO3)2 et une électrode en Fer
• Ag(NO3) et une électrode en Ag

123
Formule du potentiel délectrode Loi de Nernst
Zn
2e- Zn ?Zn Métal Solution
EM0 Potentiel Normal Zn/Zn-0,76
1
Zn
2
ZnSO4
EM Vmét-Vsol
124
Mesure de ddp
ddp VM-VN EM-EN
125
Exemple 9

• Solution 1 Fe (NO3)2 -Electrode en Fer
• Solution 2 Ag(NO3) - Electrode en Ag
• Solutions reliées par un conducteur
• Activité de Fe (NO3)2 a 2 mol/l
• Molarité de Ag(NO3) c 2 mol/l
• ddp mesurée entre les 2 solutions 1241 mv
• Coefficient dactivité de Ag ?

126
Exemple 9
127
QCM2

• La mobilité dun ion dans un champ électrique
• est fonction de la ddp électrique
• dépend de la concentration
• est à la base de lanalyse par électrophorèse
• est fonction de la charge de lion
• est sa vitesse de migration

128
Réponses QCM2

• La mobilité dun ion dans un champ électrique
• dépend de la concentration
• est à la base de lanalyse par électrophorèse
• est fonction de la charge de lion

129
QCM3

• Un cristal de glace fond dans de leau pure à 0C
  mais il ne fond pas dans une solution à 0C
• Dans ce phénomène linterface glace-liquide joue
  le rôle de la membrane hémiperméable
• Osmomètrie et cryoscopie sont de même nature
  mais ont des domaines dapplications différents
• Une solution de NaCl décimolaire à 27C développe
  une pression osmotique équivalente de 5m H2O et
  un ?T de 0,37C
• Le ?T cryoscopique du plasma est de 0,56C

130
Réponses QCM3

• Dans ce phénomène linterface glace-liquide joue
  le rôle de la membrane hémiperméable
• Osmomètrie et cryoscopie sont de même nature
  mais ont des domaines dapplications différents
• Le ?T cryoscopique du plasma est de 0,56C

131
QCM4

• Les dosages sanguins d'un patient donnent les
  résultats suivants en mmol/l Urée 3.5.
  Magnésium1 Sodium142 Chlore103.
  Potassium5.4 Protéines3 Glucose3.8
  Calcium1.9.
• Si la masse molaire du glucose est de 180 g, on
  peut en déduire une glycémie de 684 g/l
• Céq(Ca)3.8 mEq/l
• L'osmolarité réelle peut se mesurer par la
  méthode du ? cryoscopique
• Ceq(Na)142 Eq/l
• Les données ci-dessus nous permettent d'avoir
  une estimation de l'osmolarité de l'ordre de
  296.7 mosm.

132
Réponses QCM4

• Les dosages sanguins d'un patient donnent les
  résultats suivants en mmol/l Urée 3.5.
  Magnésium1 Sodium142 Chlore103.
  Potassium5.4 Protéines3 Glucose3.8
  Calcium1.9.
• Céq(Ca)3.8 mEq/l
• L'osmolarité réelle peut se mesurer par la
  méthode du ? cryoscopique
• Les données ci-dessus nous permettent d'avoir une
  estimation de l'osmolarité de l'ordre de 296.7
  mosm.

133
QCM5

• Chez un sujet normal, suite à une restriction de
  la diète hydrique, on observe une augmentation
  de 10 mEq/l de la concentration plasmatique de
  lion Na les autres modifications cationiques
  peuvent être considérées comme négligeables, le
  cation principal étant lion sodium. Quelle est
  laugmentation associée de losmolarité
  plasmatique (en mOsm/l)?
• A. 0,06 B. 0,5 C. 1,5 D. 10 E. 20

134
Réponses QCM5

• Chez un sujet normal, suite à une restriction de
  la diète hydrique, on observe une augmentation
  de 10 mEq/l de la concentration plasmatique de
  lion Na les autres modifications cationiques
  peuvent être considérées comme négligeables, le
  cation principal étant lion sodium. Quelle est
  laugmentation associée de losmolarité
  plasmatique (en mOsm/l)?
• A. B. C. D. E. 20

135
QCM6 (suite QCM5)

• Le delta cryoscopique du plasma lu au 1/100 de
  degré sen trouve
• réduit de 0,56C
• réduit de 0,04C
• réduit de 0, 02C
• accru de 0,04C
• accru de 1,86C

136
Réponses QCM6

• Le delta cryoscopique du plasma lu au 1/100 de
  degré sen trouve
• accru de 0,04C

137
QCM7 (suite QCM5)

• La correction de cette anomalie pourra se faire
  par
• une évolution vers lhypernatrémie
• une sortie deau plasmatique vers lespace
  interstitiel
• une hypervolémie à partir de leau interstitielle
• une fuite de protéines plasmatiques vers le
  secteur extravasculaire
• une hyperhydratation intracellulaire

138
Réponses QCM7 (suite QCM5)

• La correction de cette anomalie pourra se faire
  par
• une hypervolémie à partir de leau interstitielle

139
QCM8

• Concernant la mobilité dun ion soumis à laction
  dun champ électrique
• Elle est indépendante de la viscosité du milieu
• Elle est toujours identique pour deux ions de
  même charge
• Elle dépend de lintensité du champ électrique
• Elle seffectue toujours à vitesse croissante
• Elle génère une force de frottement

140
QCM9

• La technique délectrophorèse
• Ne peut sappliquer quà des molécules neutres
  sans charge électrique
• Nécessite lapplication dun champ électrique
• Permet lanalyse des protéines plasmatiques
• Sépare les molécules en fonction de leur
  solubilité dans les lipides
• Peut entraîner un déplacement dans lalbumine
  plasmatique

141
QCM10

• La présence dun macro ion non diffusible dun
  côté dune membrane de dialyse
• Est responsable dun phénomène dosmose
• Nempêche pas lhomogénéisation des
  concentrations en ions diffusibles
• Entraîne lapparition dune ddp rapidement
  résolutive
• Aboutit à léquilibre de Donnan
• Constitue une situation que lon observe  in
  vivo  au niveau de la membrane capillaire

142
Exemple 4

• On réalise lélectrophorèse sur papier dune
  solution de 2 protéines A et B. Une goutte de
  solution déposée sur la ligne de départ détermine
  une tache de diamètre d5 mm. Les conditions
  expérimentales sont U100V distance entre les
  électrodes l10cm mobilités électrophorétiques
  UA4,5.10-7 SI UB5,5.10-7SI.
• Au bout de combien de temps et à quelle distance
  du point de départ peut-on considérer que les
  deux protéines sont séparées?Que se passe t-il si
  la diffusion nest plus négligeable?

143
Exemple 4

• Les distances parcourues par A et B au bout dun
  temps t
• lA vA.t uA.E.t et lB vB.t uB.E.t
• soit
• lA uA.E.t0 2,25 cm lB uB.E.t0 2,75 cm
  
• Si la diffusion nest plus négligeable , elle
  augmente le diamètre de la tache au cours de sa
  migration, le temps pour séparer A et B est plus
  long (intérêt de la petite taille de la tache)

144
QCM11

• Concernant la membrane cellulaire
• Elle est perméable au sodium
• Elle a une face interne électronégative
• Elle a une face externe électropositive
• Elle est imperméable à leau
• Elle est le siége de mécanismes de transport
  actif

145
QCM12

• Léquation de Nernst
• Donne la ddp transmembranaire
• Concerne léquilibre ionique
• Est vérifiée si le courant de filtration compense
  le courant de migration
• Donne la ddp qui annule le courant pour un ion
  donné
• Sapplique au phénomène de Donnan

146
QCM13

• Une membrane dialysante sépare deux solutions
  électrolytiques de concentration inégale, dans
  lun des compartiments se trouve une
  macromolécule neutre, létat déquilibre est tel
  que
• Lélectroneutralité de part et dautre de la
  membrane
• Légalité des concentrations de chaque ion de
  part et dautre
• Lexistence dun potentiel de diffusion entre les
  côtés de la membrane
• Létablissement dune contre-pression osmotique
• Identique à la membrane du glomérule rénal

147
QCM13

• Léquilibre de Donnan
• Est dû à la présence dun ion non diffusible
• Entraîne une pression supérieure à celle prévue
  par la loi de Vant Hoff
• Entraîne une égalisation de la concentration des
  ions non diffusibles
• Entraîne une ddp de part et dautre de la
  membrane
• Est dû à la présence dune molécule neutre non
  diffusible

148
Na
ddpeq 65 mV
K
ddpeq -95 mV


-
-
145 mEq/l
4 mEq/l
D
12 mEq/l
155 mEq/l
M
Cl-

Membrane cellulaire
120 mEq/l
-
4 mEq/l
ddpeq -90 mV
149
QCM14

• Concernant une membrane de Donnan
• Pour supprimer leffet Donnan il suffit de
  travailler au pH isoélectrique pHi du macro-ion
• On peut rendre leffet négligeable si on dialyse
  le macro-ion contre une solution très concentrée
  délectrolyte
• Leffet Donnan diminue avec le rapport de Donnan
• La pression osmotique due à leffet Donnan est
  maximale si le macro-ion est opposé à de leau
  pure
• Lorsque le pH de la solution est inférieure au
  pHi la protéine est chargée négativement

150
QCM15

• Concernant la membrane cellulaire
  les concentrations ioniques EC et IC en mEq/l
  sont
• Nae140, Ke4, Cl-e120
• Nai12, Ki155, Cl-i4
• Na tend fortement à rentrer dans la cellule
• K tend à sortir de la cellule
• Cl- est à léquilibre
• La perméabilité de Na est environ 50 fois celle
  de K
• La constance observée des concentrations ioniques
  EC et IC sexplique par le transport actif des
  ions.

151
(No Transcript)
152
QCM15

• Concernant la membrane cellulaire
  les concentrations ioniques EC et IC en mEq/l
  sont
• Nae140, Ke4, Cl-e120
• Nai12, Ki155, Cl-i4
• Na tend fortement à rentrer dans la cellule
• K tend à sortir de la cellule
• Cl- est à léquilibre
• La perméabilité de Na est environ 50 fois celle
  de K
• La constance observée des concentrations ioniques
  EC et IC sexplique par le transport actif des
  ions.

153
Effet Donnan
154
QCM13

• Une membrane cellulaire au repos, à 37C, sépare
  2 milieux dans lesquels les concentrations
  ioniques sont les suivantes
• Intra Nai 12 mmol/L Ki150 mmol/L
• ExtraNae140 mmol/L Ke6 mmol/L
• Le potentiel de repos est égal à -78,8 mV.
• Le rapport des mobilités uK/uNa est de lordre
  de
• 40
• 50
• 60
• 70
• Autre réponse

155
QCM13 suite

• A un instant du potentiel daction, la cellule
  étant en cours dactivité, le rapport des
  mobilités devient uK/uNa 20 ( les concentrations
  sont considérées inchangées). La valeur du
  potentiel de membrane est de lordre de
• 70,5 mV
• 59,7 mV
• 52,7 mV
• 48,9 mV
• Autre réponse