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Le matériel du chimiste

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Objectif

Connaitre le nom de la verrerie et des accessoires courants.

1. Introduction

Il faut respecter l’utilisation du matériel nommé dans le protocole lors d'une manipulation en chimie.

Chaque ustensile ou récipient correspond en effet à un usage spécifique.

Les matériels de protection s’utilisent pour la protection des personnes lors de l’utilisation de produits chimiques dangereux ou nocifs.

La verrerie rassemble l’ensemble des récipients, ustensiles de prélèvement ou de mesure de volumes qu’on utilise lors d'une manipulation en chimie.

Les instruments et accessoires sont les appareils de chauffage, dispositifs d’aspiration ou d’agitation.

2. Les matériels de protection

	Blouse en coton La blouse à manches longues permet de se protéger des projections éventuelles de produits chimiques ou des brulures. Elle doit être nécessairement en coton et non en polyester, qui est une matière inflammable. La blouse aura de préférence des boutons-pression afin d’être enlevée rapidement si nécessaire.
	Lunettes de protection En chimie, on utilise des lunettes qui protègent les yeux des éventuelles éclaboussures de produits chimiques. La protection doit également être latérale.
	Gants de protection Les gants protègent les mains des brulures, des irritations ou même des intoxications par voie cutanée. Dans un laboratoire de classe, on utilise généralement des gants jetables fins en latex, PVC ou vinyle.
	Gants de chaleur Les gants de chaleur sont de gros gants épais qu’on enfile pour manipuler des récipients chauds.
	Hotte aspirante Une hotte aspirante est utilisée pour : manipuler des produits qui dégagent des odeurs nocives ou irritantes ; éviter d'éventuelles projections au cours de réactions susceptibles de s’emballer.

3. La verrerie

La verrerie est principalement formée de récipients courants, récipients de séparation et de récipients de mesure.

a. Les récipients courants

	Bécher Le bécher est le récipient le plus utilisé en chimie. Il n’est pas utilisé pour mesurer des quantités. Ses principales utilisations sont les suivantes. Récipient intermédiaire dans lequel on effectue un prélèvement précis à la pipette. Récipient dans lequel on chauffe un liquide si le bécher est en Pyrex. Récipient dans lequel on réalise une réaction chimique.
	Tube à essai Un tube à essai sert à faire réagir des petites quantités de liquide. Si la réaction nécessite de faire chauffer le mélange, le tube doit être en Pyrex.
	Erlenmeyer Un erlenmeyer remplit à peu près les mêmes fonctions que le bécher. Son col étroit permet de l’utiliser : lorsqu’il y a un risque de projection hors du récipient ; dans les réactions chimiques qui nécessitent qu'il n'y ait pas de perte de réactif ou de produit (dosage).
	Flacon Le flacon sert à stocker des produits à utiliser ultérieurement. On peut par exemple y stocker un produit qu’on aura préalablement dilué à une concentration précise.
	Verre à pied Le verre à pied est utilisé comme récupérateur de produits usagés, lorsque la manipulation est terminée.
	Ballon Un ballon sert principalement à faire chauffer des liquides. On pose pour cela le ballon dans un chauffe-ballon, lequel permet d'avoir une chaleur uniformément répartie sur la partie sphérique du ballon. Un ballon peut se fermer à l’aide d’un bouchon.
	Cristallisoir Un cristallisoir permet par exemple de refroidir un liquide contenu dans un bécher. On place pour cela de la glace dans le cristallisoir, et le bécher en son centre. Les cristallisoirs sont généralement en verre.

b. Les récipients de séparation

Ampoule à décanter

Une ampoule à décanter sert à séparer deux liquides non miscibles.

Méthode

On introduit le mélange des liquides dans l’ampoule. Sous l’effet de la gravité, le liquide le plus dense va se trouver dans le bas de l’ampoule.
Il suffit alors de retirer le bouchon et d’ouvrir le robinet pour recueillir ce liquide dans un bécher.

Réfrigérant (droit, à boule ou en serpentin)

Un réfrigérant sert à condenser des vapeurs.

Les paroies du réfrigérant sont refroidies par de l’eau qui circule de bas en haut. Les vapeurs se condensent au contact des paroies froides, sous la forme de gouttelettes récupérables.

c. La mesure de volume

	Éprouvette graduée Une éprouvette graduée permet de mesurer une quantité de liquide de façon relativement précise (généralement à 0,5 mL près). Plus l’éprouvette est grande, moins la mesure sera précise. Lorsqu’on mesure, il faut aligner de manière horizontale l’œil, la graduation et le bas du ménisque. Ménisque : c’est la forme incurvée que forme la surface d’un liquide dans un récipient.
	Burette Une burette graduée sert à verser une quantité précise de liquide. Elle est principalement utilisée lors de dosages. Avant toute utilisation, on rince la burette avec la solution qui sera utilisée lors du dosage. Après utilisation, on rince et on remplit avec de l’eau distillée.
	Pipette jaugée et pipette graduée Une pipette jaugée sert à prélever un volume précis de liquide. Méthode À l’aide d’une poire à pipeter ou d’une propipette, on fait monter le liquide à prélever jusqu’au trait de jauge ou la graduation voulue. Comme pour l’éprouvette graduée ou la fiole jaugée, il faut aligner de manière horizontale l’œil, la graduation et le bas du ménisque. Attention Il faut toujours rincer une pipette à l’eau distillée avant et après son utilisation. On ne prélève jamais dans le flacon. On verse d’abord le liquide dans un bécher et on prélève dans ce dernier. Jauge : c’est la marque qui figure sur un récipient et qui indique un volume précis.
	Fiole jaugée La fiole jaugée permet de préparer un volume précis (généralement 50, 100 ou 200 mL) d’une solution de concentration connue en faisant une dilution ou une dissolution. Comme pour l'éprouvette graduée ou la pipette jaugée, il faut aligner de manière horizontale l’œil, le trait de jauge et le bas du ménisque. Attention Les fioles jaugées ne sont pas conçues pour être chauffées. Jauge : c’est la marque qui figure sur un récipient et qui indique un volume précis. Ménisque : c’est la forme incurvée que forme la surface d’un liquide dans un récipient.

4. Les instruments et accessoires

a. Les instruments de prélèvement

	Spatule Une spatule en métal est utilisée pour prélever les poudres ou copeaux pour les verser dans un récipient. Attention On n’utilise pas une telle spatule pour mélanger les liquides car ces derniers peuvent être assez corrosifs pour interagir avec le métal qui la constitue.
	Verre de montre C’est une coupelle en verre qui sert généralement à peser une petite quantité de poudre.
	Pipeteur (ou pompe à crémaillère) Le pipeteur se place sur une pipette jaugée. C’est un appareil qui aspire de manière très précise le liquide. Méthode Pour faire monter le liquide dans la pipette, il suffit d’actionner la molette jusqu’à ce que le liquide atteigne le trait de niveau voulu. Pour vider la pipette, il suffit d’actionner le poussoir latéral.
	Poire à pipeter (ou propipette) La propipette se place sur une pipette jaugée. C’est un appareil qui aspire de manière très précise le liquide.
	Entonnoir L’entonnoir permet de : verser un liquide dans un récipient au col étroit ; séparer liquide et solide en y plaçant un filtre ; transvaser un solide dans un récipient pour éviter les pertes.

b. Les appareils de mesure

Balance de précision

Les balances de laboratoire permettent des pesées avec une précision allant jusqu'à 0,01 mg.

Les balances de précision sont pourvues d’un bouton « TARE » qui permet de ne peser que le contenu du récipient.

Méthode pour peser le contenu d’un récipient

Il suffit de poser le récipient vide sur la balance. Sa masse s’affiche alors.
Une pression sur le bouton « TARE » met l’affichage à zéro.
Lorsqu’on ajoute la matière (solide ou liquide) dans le récipient, c’est la masse de la matière qui s’affiche.

pH-mètre

Stylo-pH

pH-mètre et stylo-pH

Un pH-mètre est constitué d’un boitier électronique à affichage digital relié à une sonde avec un embout généralement en verre et très fragile.

Méthode pour mesurer le pH d’une solution

On rince préalablement la sonde à l’eau distillée et on l’essuie très délicatement.
On plonge la sonde dans la solution.
On attend que la valeur affichée se stabilise.
On relève la valeur stabilisée.
On rince de nouveau la sonde qu’on stocke dans l’eau distillée ou autre liquide spécifique de stockage.

c. Les accessoires


	Agitateur en verre L’agitateur en verre permet de mélanger les liquides sans risque de réaction chimique entre le verre de l’agitateur et le produit chimique.
	Agitateur magnétique Un agitateur magnétique sert à mélanger les liquides de manière autonome. Il est constitué d’une plateforme qui se branche sur le secteur et d’un petit barreau aimanté (turbulent) recouvert de plastique. Méthode d’utilisation On plonge le barreau aimanté dans le liquide à mélanger, puis on place l’ensemble sur la plateforme. Lorsqu’on met en marche la plateforme, le barreau aimanté tourne sur lui-même dans le liquide et permet ainsi d’agiter le mélange. Sur la plateforme, un bouton permet de régler la vitesse de rotation du turbulent. On utilise notamment l’agitateur magnétique lors des dosages.
	Chauffe-ballon Les dispositifs de chauffage au gaz étant interdits dans les établissements scolaires, on utilise des dispositifs électriques dans toutes les situations où il est nécessaire de chauffer ou d’obtenir une flamme. Méthode Les systèmes sont pourvus d’un bouton de réglage de la puissance de chauffe. Attention Les récipients en verre qui contiennent les liquides à chauffer doivent être de type Pyrex ou équivalent.
	Pissette Récipient en plastique relativement souple pourvu d’un tube coudé et rempli généralement d’eau distillée. La pissette permet : de rincer la verrerie et les sondes de pH-mètre ; de compléter précisément les fioles jaugées jusqu’au trait de jauge. Jauge : c’est la marque qui figure sur un récipient et qui indique un volume précis.
	Potence (ou support) et noix de serrage La potence est l’ossature (généralement métallique) d’un montage en chimie. Les noix de serrage s’y fixent et permettent de maintenir une burette ou une pince en bois qui tient les récipients.
	Pince en bois La pince en bois permet de tenir les récipients chauds comme les tubes à essai qui ont été chauffés. Son manche à section carrée permet d’être maintenu par une noix de serrage.
	Support élévateur Le support élévateur sert à isoler l’appareil chauffant de l’ustensile chauffé, dans le cas où la réaction s’emballe (il isole par exemple le ballon du chauffe-ballon).