TS : SPECTROPHOTOMÉTRIE. LOI DE BEER-LAMBERT. EXEMPLE DES COLORANTS DU SIROP DE MENTHE

PRINCIPE DE LA SPECTROPHOTOMÉTRIE

Belle animation D’ADRIEN WILLM à propos de la loi de Beer-Lambert (Spectrophotométrie)

LES COLORANTS DU SIROP DE MENTHE

Spectres UV-visible

La tartrazine est un colorant azoïque jaune (E102) de synthèse.

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Le bleu patenté V (ou bleu CI n°5) est un composé chimique de couleur bleu-foncé (E131).

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LES COLORANTS DU SIROP DE MENTHE

La loi de Beer-Lambert

La loi de Beer-Lambert $A={\epsilon }_{\lambda }\times l\times C$ est une simple relation de proportionnalité $A=k\times C$ si on maintient constants :

• La largeur de cuve utilisée

• La longueur d’onde $\lambda$ de la radiation incidente

On maintiendra $\lambda$ constante à une valeur choisie comme le plus proche possible de ${\lambda }_{max}$ ici, proche de 635 nm pour le dosage du bleu patenté.

Construction d’une courbe d’étalonnage

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Une série de solutions filles de concentrations $C_i$ différentes est préparée (Échelle de teintes) L’absorbance $A_i$ de chaque échantillon est mesurée.

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Si la loi de Beer-Lambert est bien illustrée, A = f(C) est une droite passant par l’origine.

Un tableur (comme Logger Pro) nous permet de modéliser la situation en $A=k\times C$, il suffit alors de noter la valeur de k (ici en $L.g^{-1}$) pour obtenir la concentration $C_x$ de la solution de sirop de menthe diluée 5 fois (dont l’absorbance $A_x$ a été mesurée)

On aura alors : $C_x={\displaystyle \frac{A_x}{k}}$

Ensuite il suffit de tenir compte de la dilution : $C_{mSirop}=5\times C_x$

L’élève consommant un volume V = 0.2 L, la masse m de bleu patenté absorbée s’obtient à partir de la définition de la concentration massique $C_m={\displaystyle \frac{m}{V}}$ d’où $m=C_m\times V$

Pour finir, cette masse m doit être comparée à la dose journalière admissible (DJA) du colorant bleu patenté qui est de 2,5 mg par kilogramme de masse corporelle soit pour l’élève, pesant 60 kg, $2.5\times 60$ = 150 mg soit DJA = $150\times {10}^{-3}$ g

Le plus souvent (fort heureusement), $m<<DJA$

NB : Cette DJA à 2.5 mg/kg/jour paraît être une valeur bien haute ... Il est possible d’en savoir un peu plus sur les additifs alimentaires et les règles de sécurité correspondantes ...

LES COLORANTS DU SIROP DE MENTHE

Les additifs alimentaires

Source : http://www.eufic.org/article/fr/expid/basics-additifs-alimentaires/

Le nombre E... signifie l’approbation d’un additif par l’UE. Pour l’obtenir, l’additif doit avoir été complètement évalué par le CSAH ou par l’Autorité Européenne de Sécurité des Aliments.

La Dose Journalière Admissible (DJA) est une estimation de la quantité d’un additif alimentaire, exprimée sur la base de la masse corporelle, qui peut être ingérée quotidiennement toute la vie sans risque appréciable pour la santé. On exprime généralement la DJA en mg/kg/j.

Le point de départ pour établir la DJA est la détermination d’une Dose Sans Effet (DSE) chez l’espèce animale la plus sensible. La DSE est donc la dose en dessous de laquelle aucun effet défavorable n’a été observé dans les études. Elle s’exprime en mg/kg/j. La DJA est la DSE divisée par un facteur de sécurité, habituellement de 100.

Une marge de sécurité est nécessaire pour deux raisons. Premièrement, la DSE est définie chez l’animal, pas chez l’homme. Il est donc plus prudent de corriger ce facteur pour mettre en avant les différences de sensibilité entre l’homme et l’animal. Deuxièmement, la fiabilité des tests toxicologiques est limitée par le nombre d’animaux testés. De tels tests ne peuvent pas être représentatifs de la diversité de la population humaine, dans laquelle des sous-groupes peuvent exprimer des sensibilités différentes (enfant, personne âgée ou malade).

Traditionnellement, l’OMS a employé un facteur de sécurité de 100, basé sur un facteur 10 pour tenir compte des différences entre l’homme et l’animal et un autre facteur 10 considérant les différences au sein d’une même espèce et chez les sous-groupes sensibles (femmes enceintes, personnes âgées).

NB : Ce qui précède vaut pour l’Europe. Si on revient au bleu patenté E131, son utilisation est interdite en Australie, au Canada, aux États-Unis et en Norvège, parce qu’il est responsable d’allergies (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Bleu_patent%C3%A9_V
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