Labo de Microbiologie BIO3526

Informations Générales Enseignant: John Basso Courriel: jbasso@uottawa.ca Tel. 613-562-5800 Poste 6358 Bureau: BSC102 Ma page web: http://mysite.science.uottawa.ca/jbasso/accueil.htm Page web du cours: http://mysite.science.uottawa.ca/jbasso/microlabo/accueil.htm

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Les solutions

Définitions Solution Mélange de 2 substances ou plus dans une phase unique Solution composée de deux composantes Soluté (Ingrédient) Un solide qui doit être dissout Ou une solution stock qui doit être diluée Solvant (OU Diluant) Partie de la solution dans laquelle le soluté est dissout ou la solution stock est diluée

Préparation des Solutions 2 façons de créer des solutions Par la dissolution d’un solide Par la dilution de solutions plus concentrées Faire vos calculs Volume final requis Masse de solide (Solutés) Volumes de solutions stocks Ajouter le solvant en premier Ajouter les autres ingrédients

Préparation des Solutions Travailler avec les concentrations Dilutions Quantités

Concentrations Concentration = Quantité de soluté Quantité de solution Façons d’exprimer les concentrations: Concentration molaire (Molarité) Pourcentages Masse par volume Rapports

Molarité No de Moles de soluté/Litre de solution Masse de soluté : donnée en gramme (g) Masse moléculaire (MM) : donnée en gramme par mole (g/mole) Moles de soluté = Masse de soluté MM de soluté Molarité = Moles of soluté Volume en L de solution

Pourcentages Les concentrations en pourcentages peuvent être exprimées en tant que : V/V – volume de soluté/100 mL de solution M/M – Masse de soluté/ 100g de solution M/V – Masse de soluté/100 mL de solution Tous représentent des fractions de 100

Pourcentages (suite) %V/V %M/V % M/M Ex. 4.1L soluté/55L solution =7.5% Dois avoir les mêmes unités en haut et en bas! %M/V Ex. 16g soluté/50mL solution =32% Dois avoir des unités du même ordre de grandeur en haut et en bas! % M/M Ex. 1.7g soluté/35g solution =4.9%

Masse par volume Une masse (quantité) par volume Ex. 1kg/L Connaître la différence entre une quantité et une concentration! Dans l’exemple ci-dessus, 1 litre contient 1kg (une quantité) Quelle quantité retrouverait-on dans 100ml? Quel est le pourcentage (m/v) de cette solution?

Les rapports Façon d’exprimer la relation entre différents constituants Exprimés d’après le nombre de parties de chaque composante Ex. 24 ml de chloroforme + 25 ml de phénol + 1 ml d’isoamylalcool Donc 24 parties + 25 parties + 1 partie Rapport: 24:25:1 Combien de parties y a-t-il dans cette solution?

Réduire une concentration Une fraction Les dilutions Réduire une concentration Une fraction

Dilutions Dilution = produire des solutions plus faibles à partir de solutions plus fortes Exemple : Faire du jus d’orange à partir de concentré. Mélanger une cannette de concentré de jus d’orange congelé avec trois (3) cannettes d’eau

Dilutions (suite) Les dilutions sont exprimées comme le volume de la solution étant diluée par le volume total final de la dilution Dans l’exemple du jus d’orange, la dilution serait exprimée comme 1/4, pour une cannette de jus à un TOTAL de quatre cannettes de jus dilué. Quand on parle de la dilution, vous diriez pour l’exemple du jus : « un dans quatre ».

Dilutions (suite) Un autre exemple : Si vous diluez 1 ml de sérum avec 9 ml de salin, la dilution serait écrite 1/10 ou dite « un dans dix », car vous exprimez le volume de la solution étant diluée (1 ml de sérum) par le volume final TOTAL de la dilution (10 ml totaux).

Dilutions (suite) Un autre exemple : Une (1) partie d’acide concentré est diluée avec 100 parties d’eau. Le volume total de solution est 101 parties (1 partie d’acide + 100 parties d’eau). La dilution est écrite comme 1/101 ou dite “un dans cent un ”.

Dilutions (suite) Remarquez que les dilutions n’ont pas d’unités (cannettes, ml, ou parties) mais sont plutôt exprimées comme un nombre de parties par rapport au nombre total de parties Exemple : 1 partie/10 parties totale Exemple 1/10 ou « un dans dix» Ou: 1/(1+9) Ou 1 partie de soluté/1 partie de soluté + 9 parties de solvant

Dilutions (suite) Les dilutions sont toujours exprimées avec la substance originale étant diluée comme étant un (1). Si plus d’une partie de la substance originale est initialement utilisée, il est nécessaire de convertir la partie de la substance originale à un (1) quand la dilution est exprimée.

Dilutions (suite) Exemple: Deux parties d’un colorant sont diluées avec huit parties de diluant Volume total de solution = 2 parties de colorant + 8 parties de diluent = 10 parties La dilution est initialement exprimée comme 2/10 Convertir pour avoir un comme numérateur Donc 1/5

Le Facteur de Dilution Représente l’inverse de la dilution Exprimé comme le dénominateur de la fraction suivi de “X” EX. Une dilution de 1/10 représente un facteur de dilution de 10X Le facteur de dilution permet de déterminer la concentration originale Conc. finale X le facteur de dilution = conc. initiale

Problème Deux parties de sang sont diluées avec cinq parties de saline Quelle est la dilution? 10 ml de saline sont ajoutés à 0.05 L d’eau 2/(2+5) = 2/7 =1/3.5 10/(10+50) = 10/60=1/6

Travailler avec des parties Préparation de 110 mL d’une solution qui représente une dilution 1/10 1/10e du volume final doit être le soluté 9/10e du volume final doit être le solvant 1/10e de 110 mL = 11 mL = 1 partie 9/10e de 110 mL = 99 mL = 9 parties

Travailler avec des parties Une solution est préparée en ajoutant 15 mL d’un soluté à 75 mL de solvant. Quelle est la dilution et le volume d’une partie? Volume d’une partie: Fraction: 15mL stock/(15mL stock + 75mL solvant) = 15/90 = dilution de 1/6 Volume total X la dilution = 90 mL X 1/6 = 15 mL

Problème: Plus d’un ingrédient Vous désirez préparer 25 mL d’une solution avec deux ingrédients (solutés) Dilutions nécessaires Soluté « a » 1/10 Soluté « b » 1/3

Problème: Plus d’un ingrédient Exprimer chaque dilution sur un dénominateur commun Soluté « a » : 1/10 = 3/30 Soluté « b » : 1/3 = 10/30 Donc besoin de 3 parties de « a » + 10 parties de « b » + 17 parties de solvant Total de 13 parties de soluté/30 parties de solution Volume d’une partie 30 parties de solution = 25mL, donc 1 partie= 0.83 mL

Problème: Plus d’un ingrédient 3 parties de soluté “a”: 3 X 0.83 mL = 2.49 mL 10 parties de soluté “b”: 10 X 0.83 mL = 8.3 mL 17 parties de solvant: 17 X 0.83 mL = 14.11 mL

Déterminer la fraction requise: (La dilution) Qu’est que j’ai Qu’est que je veux Déterminer le facteur de réduction (Le facteur de dilution) = Ex. Vous avez une solution de 25 mg/ml et vous voulez obtenir une solution de 5mg/ml Facteur de réduction est de: 25mg/ml 5mg/ml = 5 (Facteur de dilution) La fraction est égale à 1/le facteur de dilution= 1/5 (la dilution)

Déterminer les volumes requis Ex. Vous désirez 55 mL d’une solution qui représente une dilution de 1/5 Utiliser une équation de rapports: 1/5 = x/55 = 11/55 Donc 11 mL de soluté / (55 mL – 11 mL) de solvant = 11 ml de soluté + 44 ml de solvant

Problème 1 Préparer 25 mL d’une solution de 2mM à partir d’un solution mère de 0.1M Quelle est la dilution requise? Quels volumes de solvant et de soluté sont requis? 2mM/100mM =1/50 Soluté:1/50 X 25 mL = 0.5 mL = 1 partie Solvant: soit 49 parties X 0.5 mL OU 25-0.5 mL = 24.5 mL

Problème 2 Quel volume d’une solution mère de 0.1M devrait être ajouté à 25mL d’eau pour obtenir une concentration de 2mM? Quelle est la dilution requise? Volume de soluté requis? 2 mM/100mM = 1/50 Dilution de 1/50 = 1 partie stock/50 parties solution = 1 partie stock/1 partie stock + 49 parties solvent Volume de solvant = 25 mL = 49 parties Donc volume d’une partie = 25 mL/49 = 0.51mL 0.51/(25 +0.51) = 0.51/25.51 = 1/50

Dilutions en Série Dilutions faites à partir de dilutions Les dilutions sont multiplicatives Ex. A1: 1/10 A2: 1/4 A3: 0.5/1.5 = 1/3 La dilution finale de la série = (A1 X A2 X A3) = 1/120

Tonicité et Osmolarité

Tonicité et Osmolarité Termes qui décrivent la relation entre la concentration relative de particules de solutés des deux côtés d’une membrane semi-perméable et le mouvement de l’eau La tonicité prend en considération seulement la concentration des particules de solutés non perméables L’osmolarité prend en considération la concentration totale des particules de tous les solutés Perméable et non perméables

Mesures de l’Osmolarité et de la Tonicité Mêmes unités Nombre d’osmoles (Osm) de particules de soluté par litre de solution (Osm/L) Ex. 1 molaire (1M) NaCl = 1 mole de NaCl par litre 1 mole de Na+ et 1 mole de Cl- Donc 2 moles d’ions par litre Équivalent à 2Osm/litre = 2 OsM

Osmolarité vs Tonicité Soluté Tonicité Osmolarité 1M Sucrose 1 OsM 1M MgCl2 3 OsM 1M sucrose + 1M MgCl2 4 OsM 1M Urée 0 OsM 1M Urée + 1M MgCl2 L’urée est un soluté perméable et ne contribue pas à la tonicité

Relation Osmotique Intérieur Extérieur 1M Sucrose 1 OsM 0.5M Urée Cellule est hyperosmotique L’eau entre

Relation Osmotique Intérieur Extérieur 0.1M Sucrose 0.1 OsM 0.5M Urée Cellule est hypoosmotique L’eau sort

Relation Osmotique Intérieur Extérieur 0.5M Sucrose 0.5 OsM 0.5M Urée Cellule est isoosmotique Pas de mouvement d’eau

Relation Tonique Intérieur Extérieur 1M Sucrose 1 OsM 1M Urée 0 OsM Cellule est hypertonique Water entre

Relation Tonique Intérieur Extérieur 0.5M Sucrose + 0.5M Urée 0.5 OsM Cellule est Hypotonique L’eau entre

Relation Tonique Intérieur Extérieur 0.5M Sucrose + 0.5M Urée 0.5 OsM 0.25M NaCl + 0.5M Urée 0.5 OsM Cellule est Isotonique Pas de mouvement d’eau