Chimie, biologie et physiopathologie humaines (ST2S) · Terminale · Chimie : analyser et diagnostiquer
Les analyses médicales et l’analyse des milieux naturels
Une concentration, une norme, un avis.
En bref
Une prise de sang, une analyse d'urine, un prélèvement d'eau de mer : derrière chaque résultat, il y a une concentration mesurée et comparée à une norme.
Une prise de sang, une analyse d'urine, un prélèvement d'eau de mer : derrière chaque résultat, il y a une concentration mesurée et comparée à une norme. Encore faut-il savoir la calculer et l'interpréter.
Dissoudre un soluté
| Le soluté | Exemple d'équation de dissolution |
|---|---|
| Moléculaire (glucose, urée) | C₆H₁₂O₆(s) → C₆H₁₂O₆(aq) |
| Ionique | NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) ; CaCl₂(s) → Ca²⁺(aq) + 2 Cl⁻(aq) |
Dans CaCl₂, une mole de soluté libère deux moles d'ions chlorure : [Cl⁻] = 2 × C.
Les deux concentrations
Concentration en masse : Cm = m ÷ V (g/L) ; concentration en quantité de matière : C = n ÷ V (mol/L) ; lien : Cm = C × M
Exemple : le sérum physiologique contient 9 g/L de chlorure de sodium (M = 58,5 g/mol) : C = 9 ÷ 58,5 ≈ 0,15 mol/L. Une glycémie de 1,0 g/L (M = 180 g/mol) correspond à 5,6 mmol/L : les laboratoires donnent souvent les deux.
Préparer une solution
- Par dissolution : peser m = Cm × V, introduire dans une fiole jaugée, dissoudre, compléter au trait de jauge, agiter.
- Par dilution : la quantité de soluté se conserve.
C(mère) × V(mère) = C(fille) × V(fille) ; facteur de dilution F = C(mère) ÷ C(fille) = V(fille) ÷ V(mère)
Exemple : pour 100 mL à 0,10 mol/L à partir d'une solution à 1,0 mol/L, F = 10 : on prélève 10 mL à la pipette jaugée, on complète à 100 mL en fiole jaugée.
Application médicale : calculer le volume de solution à injecter pour administrer une dose prescrite.
Doser par spectrophotométrie
Une espèce colorée absorbe une partie de la lumière ; sa couleur perçue est la couleur complémentaire de celle absorbée. Le spectrophotomètre mesure l'absorbance A à la longueur d'onde où elle est maximale.
Loi de Beer-Lambert : A = k × C (l'absorbance est proportionnelle à la concentration)
Dosage par étalonnage :
- Préparer une gamme étalon de solutions de concentrations connues.
- Mesurer leurs absorbances et tracer la droite A = f(C), qui passe par l'origine.
- Mesurer l'absorbance de l'échantillon et lire sa concentration sur la droite.
Le glucose, incolore, est dosé après une réaction enzymatique qui produit une espèce colorée en quantité proportionnelle.
Interpréter au regard des normes
| Le paramètre sanguin | La valeur de référence (adulte) |
|---|---|
| Glycémie à jeun | 0,70 à 1,10 g/L |
| Natrémie (Na⁺) | 135 à 145 mmol/L |
| Kaliémie (K⁺) | 3,5 à 5,0 mmol/L |
Un résultat hors de l'intervalle oriente le diagnostic ; il se confirme par d'autres examens et se lit avec le contexte clinique.
Les milieux naturels
- Pluies acides : l'eau de pluie est naturellement un peu acide (pH ≈ 5,6) car le CO₂ s'y dissout (couple CO₂,H₂O / HCO₃⁻). Le dioxyde de soufre des combustions (couple SO₂,H₂O / HSO₃⁻) la rend plus acide.
- Acidification des océans : l'océan absorbe une partie du CO₂ émis par les activités humaines.
Plus de CO₂ dissousFormation d'ions H⁺ (ou H₃O⁺)Baisse du pHLes ions carbonate (couple HCO₃⁻ / CO₃²⁻) captent ces H⁺ et deviennent raresCoraux et coquillages ont du mal à former leur squelette calcaire
Le pH de surface des océans est passé d'environ 8,2 à 8,1 depuis l'ère industrielle : une baisse de 0,1 correspond à environ 25 à 30 % d'ions H⁺ en plus.
- Bioaccumulation : une substance persistante (mercure, certains pesticides) s'accumule dans les tissus d'un organisme et se concentre le long de la chaîne alimentaire. Une courbe d'évolution de sa concentration dans le temps montre son accumulation ou son élimination.
Pour les faibles doses (perturbateurs endocriniens, rejets de médicaments), la réglementation fixe des seuils et impose une surveillance, car les effets à long terme sont encore étudiés.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle est l’équation de dissolution du chlorure de calcium CaCl₂ ?
2.Quelle relation relie concentration en masse et concentration en quantité de matière ?
3.Quelle masse de glucose faut-il pour préparer 250 mL à 20 g/L ?
4.On dilue une solution 10 fois. Quel volume de solution mère faut-il pour 50 mL de solution fille ?
5.Que dit la loi de Beer-Lambert ?
6.À quelle longueur d’onde règle-t-on le spectrophotomètre ?
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