A- Mettre en évidence la pression osmotique

Expérience

Protocole expérimental :

Matériel :

Ampoule de verre ; cristallisoir ; tube très fin ; eau déminéralisée ; papier cellophane ; sel.

 

  • Mettre de l’eau déminéralisée dans le cristallisoir.

 

  • Fermer l’extrémité la plus large de l’ampoule avec le papier cellophane de façon bien étanche.

 

  • Disposer une solution contenant de l’eau et du sel dans l’ampoule qui est relié au tube très fin. Noter le niveau initial sur le tube.

 

  • Plonger  partiellement l’ampoule dans le cristallisoir contenant l’eau déminéralisée puis observer l’évolution de la hauteur de liquide dans le tube très fin.
  • osmose-1-1.png

 

C’est le médecin français Dutrochet qui, en 1826, inventa l’appareil qui nous a servi pour réaliser notre expérience. Il le nomma osmomètre. Observant une plaie sur la queue d'un poisson, il vit des filaments, ayant à leur extrémité de petites capsules, qu'il immergea dans un verre de montre et examina au microscope. Ces capsules, contenant un liquide visqueux, se remplissaient d'eau par l'extrémité proximale (se trouvant proche du centre du corps) sans être déformées, tandis que le liquide visqueux était expulsé par le pôle distal (le plus éloigné dans l’espace), comme si l'eau jouait le rôle de piston.

Dix ans plus tard, il fit la même observation sur des sacs spermatiques de limace immergés. Le courant expulsif cesse dès que l'enveloppe est vidée de son contenu et que l'eau pénètre par l'ouverture distale. Dutrochet conclut que l'eau est attirée par le liquide endocavitaire (se trouvant ou se produisant à l’intérieur d’une cavité) à travers la paroi des capsules ou des sacs spermatiques.

L’osmomètre de Dutrochet permet de mettre en évidence le phénomène d’osmose et aussi de faire des mesures qui vont dépendre de la nature de la membrane et de la concentration en sel de l’eau saturée.

 

Nous avons donc tenté de réaliser cette expérience avec un osmomètre et du papier cellophane comme membrane:

photo-dispositif.png

                                                                                        Photo de notre dispositif.


Evolution après 6 heures

photo-dispositif-2.png

phot-evolution-2.png

Analyse des résultats

L'augmentation du niveau du liquide, lΔhl, en fonction du temps a été transcris sur un graphique.

graphe-site.png

Analyse des résultats expérimentaux :

Cette courbe représente la montée d’eau, h en cm dans notre tube en fonction du temps en heures.

Nous avons constaté tout d’abord une croissance forte puis ensuite un ralentissement de cette croissance. Notre expérimentation s’est arrêtée à ce niveau d’évolution mais nous savons que le niveau d’eau serait ensuite revenu à sa position initiale si nous avions attendu plus longtemps.

Nous constatons qu’il y a un changement de concavité sur cette courbe de tendance. Nous allons donc calculer les coordonnées du  point d’inflexion, point en lequel il y a le changement de concavité. Nous savons que la dérivée seconde f’’(x)  s’annule au niveau du point d’inflexion.

Calculons donc cette dérivée seconde :

f(x)= 0,0505x4 - 0,6771x3 + 2,3857x2 + 1,6373 x + 0,0066

f ’(x)= 0,202x3 – 2,0313x2 + 4,7714x + 1,6373

f ’’(x)= 0,606x2 –4,0626x + 4,7714

Cherchons maintenant les valeurs qui l’annulent :

f ’’(x)= 0  0,606x2 –4,0626x + 4,7714= 0

 x1= 1,5183 et x2= 5,1856

Il y a donc deux changements de concavité mais celui qui nous intéresse est x1 qui correspond au début d’une phase de forte croissance, c'est-à-dire environ au bout d’une heure et demi.

L’autre changement de concavité d’abscisse x2 est certainement du aux erreurs de mesures expérimentales.


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