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Analyse Instrumentale

Cours dispensés à : Haute Ecole de la Province de Namur
Catégorie Agronomique
Avenue de Namur 61,
5590 CINEY
Tél : 083/214082
Bac.agronomie@province.namur.be
Code cours : A_BAAIB_B2_ANALY Nombre d’heures/année : 75
Titulaire(s) :

Carine HANSENNE

Nombre d’ ECTS : 6

CONNAISSANCES PREALABLES

  • Notions élémentaires de chimie générale, minérale et organique et de physique (cf : cours de chimie et de physique de première année) ;
  • Connaissances théoriques et séances de laboratoire en chimie analytique (cours donné au premier semestre en 2ème AIB et 2ème ENV).

 


OBJECTIFS

À l’heure actuelle, les exigences en matière de contrôle de qualité en agro-alimentaire ainsi qu’en environnement (eau potable ; productions agro-alimentaires, pharmaceutiques, cosmétiques... ; qualité des sols, …) sont telles que les laboratoires d’analyse doivent s’équiper d’instruments de plus en plus sophistiqués et coûteux. Ceux-ci offrent des performances -en termes de fiabilité, de sensibilité et de précision des résultats- et une rentabilité bien supérieures à ce que permettent les méthodes chimiques d’analyse.
Dès lors, un gradué en agronomie doit être un technicien de haut niveau, capable de maîtriser ces technologies nouvelles au laboratoire, en s’appuyant sur de solides bases théoriques et sur une bonne formation en chimie analytique.

 

THÉORIE :

L’étudiant devra acquérir les connaissances scientifiques nécessaires à la compréhension et à l’utilisation rationnelle des principales techniques d’analyse instrumentale appliquées aux secteurs de l’agro-alimentaire et de l’environnement :

  •   Méthodes de spectroscopie atomique ;
  •   Méthodes de spectroscopie moléculaire ;
  •   Méthodes électrochimiques d’analyse ;
  •   Méthodes chromatographiques et électrophorèse.

 

LABORATOIRE :

  • L’étudiant devra maîtriser les principales techniques de l’analyse instrumentale au cours d’une série de 15 séances de durée variable comprenant à la fois des exercices didactiques et des analyses qualitatives et quantitatives en rapport direct avec l’agro-alimentaire et l’environnement.
  • Il devra réaliser les manipulations avec la rigueur et le sérieux requis afin de fournir des résultats exacts et précis dans les limites des erreurs expérimentales et devra savoir rédiger un rapport de manière claire, précise et bien structuré en respectant les consignes.
  • Il devra devenir efficace et performant au laboratoire, en organisant son travail de manière rationnelle et en petite équipe (2 ou 3 étudiants/équipe).
  • Il devra acquérir une véritable formation professionnelle ainsi qu’un savoir-faire utilisable de façon plus générale dans d’autres domaines et techniques d’analyse.

CONTENU

THÉORIE (25 h)  :
1. COLORIMÉTRIE & SPECTROPHOTOMÉTRIE D’ABSORPTION MOLÉCULAIRE ; 
2. SPECTROPHOTOMÉTRIE D’ABSORPTION ATOMIQUE ; 
3. SPECTROPHOTOMÉTRIE D’ÉMISSION ATOMIQUE ; 
4. SPECTROPHOTOMÉTRIE DE MASSE ATOMIQUE
4. SPECTROSCOPIE INFRAROUGE ;
5. RÉFRACTOMÉTRIE ; 
6. POLARIMÉTRIE ; 
7. ÉLECTROCHIMIE (analyses potentiométriques uniquement) ; 
8. CHROMATOGRAPHIE ;
9. ÉLECTROPHORÈSE.

 

LABORATOIRE (50 h)  :

1.COLORIMÉTRIE & SPECTROPHOTOMÉTRIE D’ABSORPTIONMOLÉCULAIRE (fer, nitrites & 
nitrates ; kit Hach au choix :aluminium, nitrates, phosphates, DCO...) ; 
2. POLARIMÉTRIE (loi de Biot & dosage du saccharose ; 
3. RÉFRACTOMÉTRIE (analyses qualitatives & quantitatives) ;
4. CHROMATOGRAPHIE EN COUCHES MINCES & SUR PAPIER (colorants, médicaments, sucres, 
acides aminés, acides carboxyliques) ;
5. CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE (analyses qualitatives & quantitatives) ;
6. CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE à HAUTE PERFORMANCE ;
7. DISTILLATION D’UNE PAIRE DE LIQUIDES NON-MISCIBLES (extraction d’une huile essentielle par entraînement Ã  la vapeur d’eau) ; 
8. POTENTIOMÉTRIE (pH & titrages acido-basiques, titrages argentimétriques) ; 
9. SPECTROPHOTOMÉTRIE D’ABSORPTION ATOMIQUE (dosage du Mg dans l’eau de mer avec flamme air-acétylène).

 

BIBLIOGRAPHIE

  • ARNAUD P., «Cours de chimie physique», Dunod, Paris (1988).
  • ATKINS P.W., «Physical Chemistry», 5th edition, Oxford University Press, Oxford, England (1994).
  • FOUASSIN A. et NOIRFALISE A., «Méthodes d’analyse des substances alimentaires», 4ème éd.,  P.U.Lg (1981).
  • JEFFERY  G.H., BASSETT J., MENDHAM J. & DENNEY R.C., «Vogel’s Textbook of Quantitative Chemical Analysis», 5th  edition, Longman Scientific & Technical, Harlow, Essex, England (1989).
  • RODIER J., «L’Analyse de l’Eau», 8ème éd. Dunod, Paris (1996).
  • SIXMA F.L.J. & WYNBERG H., «A Manual of Physical Methods in Organic Chemistry», John Wiley & Sons (1964).
  • SKOOG,  HOLLER, NIEMAN, «Principes d’analyse instrumentale», Ed. De Boeck, Bruxelles (2003)
  • TSITOVITCH  I., «Chimie analytique», Eds. de Moscou (1989).
  • VILAIN C, «Analyse instrumentale», notes de cours, HEPN (2009)
  • VOGEL A, I, «A text-book of quantitative Inorganic Analysis including Elementary Instrumental Analysis», 3rd  edition, Longmans (1961).
  • WATHELET B., “L’Électrophorèse”, notes de cours, Fac.Agr.Gbx (1990).

 

METHODOLOGIE et SUPPORTS DE COURS

La chimie analytique est donnée pendant les 15 premières semaines et l’analyse instrumentale pendant les 15 dernières. Cette organisation est justifiée par des raisons pédagogiques car en chimie analytique, l’étudiant apprend des techniques de base et se familiarise avec des méthodes précises afin de pouvoir ensuite aborder en analyse instrumentale des manipulations plus complexes nécessitant l’emploi d’appareillages sophistiqués.

 

THÉORIE
Exposé magistral agrémenté d’exercices avec participation des étudiants. Il visera à rendre l’enseignement concret en se référant aux pratiques de la vie courante et aussi interactif que possible en prenant en compte la difficulté de la matière enseignée.

 

LABORATOIRE
Les séances de laboratoire d’analyse instrumentale sont organisées en 3 séries de 5 séances par rotation des 5 équipes de 2 ou 3 étudiants constituant chaque groupe de laboratoire.
Chacune des 15 séances doit faire l’objet d’un rapport de laboratoire par groupe. Le professeur passe dans les différents groupes pour donner les explications supplémentaires, vérifier la compréhension de la matière et veiller au bon déroulement de la séance. Un exposé oral pour l’ensemble des étudiants n’est plus possible puisque chaque groupe réalise une manipulation différente.

 

INVESTISSEMENT SUPPLÉMENTAIRE ATTENDU DE L’ÉTUDIANT

  • Manifester un intérêt scientifique en général en lisant des articles techniques et scientifiques, en cherchant des informations complémentaires sur internet, …
  • Etre motivé et assidu pour le travail au laboratoire. Faire preuve de conscience professionnelle dans l’exécution des manipulations et des diverses tâches.
  • Savoir tenir un cahier de laboratoire
  • Savoir réaliser un rapport de laboratoire avec un PC (traitement de texte, tableur, graphiques, …)

 

EVALUATION

Evaluation continue en laboratoire (rapports, préparations dans le cahier de laboratoire, interrogation sur la préparation, travail au laboratoire, charges …) 
Epreuve finale de laboratoire permettant d’évaluer de manière individuelle les bonnes pratiques, l’organisation, la rigueur et la précision de l’étudiant
Examen oral sur la matière théorique, les exercices et les aspects pratiques

Ce cours est un prérequis pour l’accès à l’année académique suivante.