Biophysique où comment rendre un vendredi après-midi énervant

[invite11546f4c]

Bonjour, voici un exo sur lequel je planche et qui a le don de m'énerver. Je souhaiterai donc savoir si l'un ou l'une d'entre vous pourrait me venir en aide.

En fait on donne un récipient séparé en deux compartiments 1 et 2 par une membrane dialysante. Dans chaque compartiment il y a du NaCl à la concentration C et dans l'un des deux on trouve une macromolécule ionisée non diffusible. On précise la valence de la macromolécule égale à 18 et que l'électrolyte associé à la macromolécule est un des ions déjà présent dans la solution. La température est à 17°C.
On donne à l'équilibre Na1 Cl1 = (0,16 mol/L)^2
et Cl2 = 0,457 mol/L

Les premières questions j'y arrive, on trouve donc une concentration de Na+ dans le compartiment 1 égale à 0,4 mol/L et une concentration en Cl- dans le compartiment 1 = 0,4 mol/L
Comme d'hab on veut savoir où se trouve la macromolécule, on la trouve donc dans le compartiment 2, chargée positivement et à une concentration de 0,006 mol/L

C'est la dernière question qui me pose soucis, voilà l'énoncé du qcm.

A - La pression osmotique exercé par un compartiment sur l'autre est de 31 kPa
B - Il n'existe pas de pression osmotique entre les deux compartiments
C - Il n'existe pas de différence de potentiel entre les compartiments
D - La différence de potentiel vaut 3,34.10-3 V et le potentiel est positif dans le compartiment 2
E - La différence de potentiel vaut 3,34 V et le potentiel est positif dans le compartiment 2

J'ai beau utiliser la formule de la pression osmotique pi = R*T * , je ne trouve pas la bonne réponse. Je sais simplement que je dois trouver les réponses A et D mais je n'ai pas de détails sur les calculs.

Merci d'avance.
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[invite93279690]

Salut,

Pour la réponse A, en utilisant les nombres que tu donnes, je trouve 29 kPa. J'ai peut être fait une erreur mais je fais la difference entre la pression osmotique totale de part et d'autre de la membrane (j'ai dû évaluer la concentration en Na+ dans le compartiment 2 en requérant l'électroneutralité dans celui-ci).
Je remarque aussi que ce résultat est très sensible à la deuxième décimale des concentrations...la valeur 0.006 mol/L est elle approchée ou exacte ?

Pour la D, j'ai utilisé le fait qu'on doit avoir équilibre des potentiels chimiques molaires pour les ions Cl par exemple, on a donc


où est la difference de potentiels, la valence d'une mole d'ion et la charge élémentaire.

En utilisant la formule

dans chacun des deux compartiments (avec la même concentration de référence) on trouve :



Lorsque j'applique cette relation, je trouve exactement V = 3.34 x 10^-3 Volts.

[invite11546f4c]

D'une part merci beaucoup pour le temps consacré à cet exercice.

Ensuite, non il me semble que la valeur de 0,006 est exacte.
Je m'y suis repenché et je trouve exactement 31328,7 Pa soit approximativement 31kPa. J'ai fais la différence d'osmolarité entre le deux compartiments soit (457+350+6)-(400+400) = 13
Ce 13, on l'introduit dans la formule et on obtient : 13 * 8,31 * (17 +273) = 31328,7

Pour la D, je dois avouer que je connais pas cette formule, mais elle me parait bien utile. Que signifie le N A au dénominateur de la première fraction ?

[invite93279690]

D'une part merci beaucoup pour le temps consacré à cet exercice.

Ensuite, non il me semble que la valeur de 0,006 est exacte.
Je m'y suis repenché et je trouve exactement 31328,7 Pa soit approximativement 31kPa. J'ai fais la différence d'osmolarité entre le deux compartiments soit (457+350+6)-(400+400) = 13
Ce 13, on l'introduit dans la formule et on obtient : 13 * 8,31 * (17 +273) = 31328,7

Ok, cela revient à ce que je disais plus tot. En prenant tes valeurs pour calculer Na2 j'ai trouvé 0.349 mol/L en mettant ça dans la formule au lieu de ton 0.35 je trouve 28 kPa.

C'est ce que je faisais remarquer en disant que la valeur finale était très sensible à la moindre décimale. D'ailleurs c'est un peu bizarre, parce qu'à un moment il faut choisir le nombre de chiffres significatif et s'y tenir. Si je ne m'abuse soit c'est 3 et le résultat est 28 kPa, soit c'est 2 et dans ce cas on trouve 38 kPa mais pas 31 kPa...

Pour la D, je dois avouer que je connais pas cette formule, mais elle me parait bien utile. Que signifie le N A au dénominateur de la première fraction ?

Le N_A est le nombre d'Avogadro; tu as déjà dû voir ce coefficient [RT/(N_A e)] dans la formule de Nerntz pour les potentiels électrochimiques. Bien que le contexte soit ici différent, la formule est quasi-identique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite11546f4c]

31 kPa est la réponse que la prof a mis en ligne sur le net. Ce ne sont que des QCM de médecine donc c'est possible qu'il y ai des divergences. Après il est donc possible que des approximations de chiffres significatifs existent.
Pour le coefficient, oui en effet on le voit dans la formule de Nerntz, sous la forme [RT/zF].

Merci pour vos réponses, j'ai vraiment aimable à vous.