LaboAB est composé de trois vues : Solutions, Courbes et Données. On passe de l'une à l'autre par des boutons de navigation situés en haut de chaque vue, sur fond gris sombre (à côté du bouton "A propos de" )
- La vue « Solutions » permet de composer diverses solutions aqueuses virtuelles contenant des couples acide-base et des indicateurs colorées, et de connaître leur pH et composition effective, d'observer le résultat de certaines opérations(dilution, ajout de soluté, mélange).
- La vue « Courbes » permet de simuler des expériences de titrage, de dilution et de tracer des diagrammes de répartition.
- La vue « Données » permet d'examiner et de modifier les données concernant les couples acide-base et les indicateurs colorés utilisées dans les deux autres vues.
Vue « Solutions »
La vue « Solutions » est celle qui apparaît au lancement du logiciel. Elle se compose de l'espace des solutions, sur fond vert à gauche, avec sa barre de boutons au-dessus, et du panneau d'information, sur fond gris à droite, avec sa barre de boutons en-dessous.
Barre de boutons de l'espace des solutions.
Créer une nouvelle solution
le bouton "Nouvelle" permet de créer une nouvelle solution aqueuse virtuelle.-
Dans la fenêtre de dialogue « Création d'une nouvelle solution »
- Indiquer le volume en mL.
- Un seul soluté peut être initialement introduit (d'autres pourront être ajoutés ensuite).
Pour choisir le soluté à introduire, sélectionner un couple acide-base (ou un ensemble de couple dans le cas d'un polyacide) dans la liste déroulante, puis choisir la forme (acide ou base) voulue. - Pour indiquer la concentration apportée, activer le bouton Concentration puis indiquer la valeur de la concentration en mol/L dans la ligne de saisie à côté du bouton.
- Pour indiquer plutôt la quantité de matière apportée, activer le bouton Quantité de matière puis indiquer la valeur de la quantité de matière en mol dans la ligne de saisie à côté du bouton.
La valeur de la concentration résultant de ces choix ne peut pas dépasser 0,1mol.L-1.
Elle peut éventuellement être nulle.
Une fois créée, une solution est représentée par une fiole dans l'espace des solutions. Le nom donné à la solution est visible sous la fiole. Lors de la création d'une solution un nom lui est automatiquement attribué (lettre S suivie d'un n°) mais ce nom peut être modifié à l'aide du menu des solutions.
L'espace des solutions peut contenir jusqu'à 12 solutions, en mode « premier entré, premier sorti » : quand l'espace est plein et que l'on tente de créer une nouvelle solution, une boîte de dialogue demande une confirmation avant de supprimer la solution la plus ancienne.
Supprimer des solutions
Le bouton « Vider » permet de supprimer toutes les solutions de l'espace des solutions. Pour supprimer une solution en particulier, faire un clic-droit dessus et utiliser le menu "Supprimer la solution".Sauvegarder des solutions
Le bouton « Enregistrer » permet de sauvegarder l'ensemble des solutions dans un fichier. Par défaut les fichiers sont placés dans le sous-dossier « solutions » du dossier « calcPH », dans le dossier « home » de l'utilisateur.Récupérer des solutions sauvegardées
Le bouton « Charger » permet de charger dans l'espace des solutions un jeu de solutions préalablement enregistré. Si les solutions chargées contiennent des couples ou indicateurs colorés qui ne font pas partie du jeu de données actuellement utilisé par le logiciel, une fenêtre de dialogue demande si les données des solutions doivent être ajoutées aux données actuelles.Changer l'ordre de présentation des solutions.
Le bouton «-> Tri...» permet de parcourir les options de tri des solutions : par ordre de pH croissant, pH décroissant, alphabétique croissant, alphabétique décroissant. Pour déplacer une solution en particulier, faire un clic-droit dessus et utiliser les options "remonter d'une place" ou "descendre d'une place".Le panneau d'information et ses boutons
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Un clic-gauche sur une des solutions de l'espace des solutions permet d'afficher des données la concernant sur le panneau d'informations. Ces données sont
- le nom donné à la solution
- son volume
- les espèces apportées et leurs concentrations apportées
- le pH
- les concentrations effectives des espèces acido-basiques présentes dont la concentration effective est au moins égale à 10-7 mol.L-1 .
- le nom de l'indicateur coloré s'il est présent.
De manière facultative, peuvent aussi être affichées :
- les concentrations effectives des espèces acido-basiques présentes en concentration inférieure à 10-7 mol.L-1 en activant le bouton 'Ultramino » de la barre de boutons du panneau.
- si un indicateur coloré est présent, les proportions de ses différentes formes, en activant le bouton « Repart IC » de la barre de bouton en bas du panneau d'information.
Le contenu du panneau d'information peut être enregistré dans un fichier texte à l'aide du bouton Enregistrer en bas du panneau.
Le bouton Effacer efface tout le contenu du tableau.
Les données contenues dans le tableau peuvent être sélectionnées à l'aide de la souris et copiées vers le presse-papier à l'aide de la combinaison Ctrl-C.
Menu des solutions
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Un clic-droit sur une solution de l'espace des solutions ouvre un menu proposant les options suivantes
- Ajouter un soluté. Les options sont les mêmes que pour créer une nouvelle solution, à l'exception du choix du volume. L'ajout d'un soluté est irréversible. A noter que la concentration apportée résultant de ces choix ne peut dépasser 0,1mol.L-1 mais que rien n'empêche, en ajoutant plusieurs fois le même soluté, de dépasser effectivement cette valeur dans une solution... sans garantie sur les résultats alors fournis par le logiciel.
- Mélanger avec une autre solution : cette option est offerte dès que l'espace des solutions en contient au moins deux. Elle permet d'ajouter à la solution courante une autre des solutions du tableau, avec conservation du volume total et des solutés apportés, en nature et quantité. Seul l'indicateur coloré de la deuxième solution, s'il est présent, n'est pas ajouté. La deuxième solution disparaît de l'espace des solutions lors du mélange. Les noms des deux solutions mélangées sont ajoutés pour composer le nom du mélange.
Le mélange de deux solutions est irréversible. - Ajouter/changer l'indicateur coloré : chaque solution peut contenir un indicateur coloré. Quand c'est le cas la couleur de la fiole représente approximativement la teinte de l'indicateur coloré au pH de la solution. Pour LaboAB les indicateurs colorés sont toujours supposés en concentration suffisamment faible pour ne pas influer le pH des solutions.
- Généraliser l'indicateur coloré : permet d'ajouter dans toutes les autres solutions de l'espace des solutions le même indicateur coloré que dans la solution courante (éventuellement en remplacement de celui initialement présent)
- Retirer l'indicateur coloré.
- Dupliquer la solution : crée une nouvelle solution rigoureusement identique à cette solution, à part son nom.
- Diluer la solution : divise la concentration et multiplie le volume par le facteur de dilution indiqué (qui doit être au moins égal à 1). La dilution est irréversible.
- Changer le volume : la solution garde toutes ses propriétés à l'exception de son volume.
- Renommer la solution : permet de changer le nom de la solution.
- Remonter d'une place et Descendre d'une place : permettent de déplacer la solution par-rapport aux autres, soit vers la première place soit vers la dernière, avec permutation circulaire.
- Supprimer la solution : supprime définitivement la solution de l'espace des solutions.
Vue « Courbes »
La vue Courbes se compose de l'espace de tracé des courbes à gauche, avec sa barre de boutons au-dessus, et d'un panneau d'options et d'outils à droite.Options et outils pour tous les types de graphes
Exportation des données
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Le panneau de droite offre deux possibilités pour exporter le graphe ou ses données :
- Le bouton « Fichier image » permet de copier le graphe dans un fichier image au format CSV.
- Le bouton « Données (CSV) » permet d'exporter les données qu'il contient dans un fichier au format CSV, qui pourra ensuite être ouvert dans un tableur. Le séparateur de colonnes de ce fichier est une virgule.
Curseur
Un curseur vertical peut être placé sur le graphe par un clic-gauche quand le bouton « Curseur » en bas du panneau de droite est activé. Les coordonnées des points des différentes courbes coupées par le curseur s'affichent alors dans l'espace d'affichage situé en bas du panneau de droite.
L'espace d'affichage peut être effacé à l'aide du bouton « Effacer » situé en-dessous.
Les données de l'espace d'affichage peuvent être sélectionnées à l'aide de la souris et copiées vers le presse-papier à l'aide de la combinaison Ctrl-C. Elles sont effacées automatiquement à chaque création d'un nouveau graphe.
Barre de boutons de l'espace des courbes
Diagrammes de répartition
Le bouton « Répartition » permet d'obtenir le diagramme de répartition d'un couple acide-base (ou d'un ensemble de couple dans le cas d'un polyacide).Lorsque le diagramme de répartition est celui d'un indicateur coloré, les couleurs approximatives de l'indicateur en fonction du pH peuvent être ajoutées en fond du graphe à l'aide de la case à cocher « Couleurs de l'indicateur en fond de graphe » du panneau de droite.
Simulateur de titrage acido-basique
Le bouton « Titrage » permet de simuler le titrage d'une des solutions de la vue « Solutions » soit par l'ion oxonium H3O+ (titrage par un acide fort) soit par l'ion hydroxyde HO- (titrage par une base forte).- Une liste déroulante permet de choisir la solution à titrer parmi celles de l'espace des solutions. A noter que le titrage ne modifie pas la solution présente dans l'espace des solutions.
- La ligne de saisie « volume » permet de modifier éventuellement le volume de solution titré (par défaut le volume titré est égal à 10mL ).
- Les choix suivants concernent la solution titrante : choix du réactif, de sa concentration en mol/L et du volume maximal ajouté (valeur maximale de l'axe des abscisses), en mL
- Enfin le volume de solution titrante ajouté entre deux points de la courbe peut être modifié. La valeur par défaut est 0,1mL qui permet généralement d'obtenir de belles courbes, mais un intervalle plus grand peut être choisi. Le choix d'un intervalle plus grand produira une courbe plus anguleuse mais réduira le nombre de points, ce qui peut notamment être utile si on souhaite exporter les données pour les manipuler avec un tableur.
- Il est possible d'ajouter un indicateur coloré à ce stade, en activant le bouton Indicateur et en choisissant l'indicateur coloré voulu dans la liste déroulante. Si la solution titrée choisie contenait déjà un indicateur coloré, celui-ci est sélectionné par défaut, mais il peut être modifié à l'aide de la liste déroulante. Il peut aussi être supprimé pour le titrage, en désactivant le bouton « Indicateur ». Il reste possible d'ajouter ou de changer d'indicateur coloré ultérieurement, une fois la courbe tracée.
De haut en bas, dans le dialogue « Simulation d'un titrage »
Courbes supplémentaires
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Il est possible d'ajouter d'autres courbes au graphe, à l'aide des options proposées dans le panneau de droite.
- En cochant la case « courbe dérivée », on peut ajouter la courbe dpH/dV
- En cochant la case « répartition des espèces », on peut obtenir les courbes montrant l'évolution de la répartition des espèces au cours du titrage, pour chacun des couples (ou ensembles de couples pour les polyacides) présents dans la solution titrée.
Le couple ou ensemble de couples à afficher doit être choisi dans la liste déroulante sous « Affichage optionnel ». Il n'est pas possible d'afficher simultanément ces courbes de composition pour des couples (ou ensemble de couples) différents.
Il n'y a pas de graduations sur l'axe des ordonnées correspondant à la composition, mais en utilisant le curseur on accède aux valeurs en pourcentage pour les différentes espèces.
Ajouter ou supprimer des courbes supprime également l'affichage éventuel de la couleur de l'indicateur en fond de graphe, et le tracé des tangentes parallèles actuel s'il existe.
- Lorsque la case "tangentes parallèles" est disponible, elle permet de montrer ou de masquer les tangentes parallèles préalablement tracées.
Indicateurs colorés
Une fois la courbe pH=f(V) tracée, il reste possible de changer d'indicateur coloré ou d'en choisir un si aucun n'est présent, à l'aide de la liste déroulante sous « Indicateur coloré ».Quand un indicateur coloré est choisi il est possible d'afficher en fond de graphe ses couleurs approximatives aux pH rencontrés au cours du titrage, en cochant la case « Couleurs de l'indicateur en fond de graphe ». Si une des options de tracé de courbes supplémentaires (dérivée ou composition) est activée ou désactivée, cela désactive l'affichage de fond de graphe, mais il peut être réactivé manuellement.
Lorsqu'un indicateur coloré est présent et que le curseur est activé, la couleur approximative de l'indicateur coloré au pH correspondant à la position du curseur est indiquée par un rectangle-témoin sous la liste déroulante des indicateurs colorées.
Tangentes parallèles
Pour réaliser une construction de tangentes parallèles permettant de localiser un point d'inflexion, cliquer sur le bouton "tangentes //" en bas du panneau de droite. Cliquer ensuite sur le point de la courbe où sera placée la première tangente (ce point doit être à gauche du point d'inflexion recherché). La construction des tangentes se fait alors automatiquement, et les coordonnées du point d'inflexion déduit de la construction sont affichées dans le panneau de droite.S'il n'a pas été possible de faire la construction basée sur le point choisi, un message d'erreur apparaît. En cliquant sur OK on a la possibilité d'essayer avec un nouveau point, en cliquant sur Annuler on quitte la construction des tangentes.
La construction sera de moins bonne qualité si la courbe est anguleuse autour du point choisi.
Une fois les tangentes tracées on peut les faire disparaître ou apparaître à l'aide de la case à cocher "tangentes parallèles" en haut du panneau.
Si une des options de tracé de courbes supplémentaires (dérivée ou composition) est activée ou désactivée après que des tangentes aient été tracées, celles-ci sont effacées.
Il est toujours possible d'en tracer de nouvelles à l'aide du bouton "tangentes //".
Simulation des effets de la dilution sur une solution
Le bouton « Dilution » permet d'observer comment le pH d'une ou plusieurs solutions évolue quand on la dilue.
Le dialogue « Simuler une dilution » permet de choisir la ou les solutions à diluer, ainsi que le facteur de dilution maximal qui leur sera appliqué. Le pH est calculé pour vingt valeurs intermédiaires de facteur de dilution.
Le graphe obtenu a pour abscisse le logarithme du facteur de dilution, et comme ordonnée le pH.
Lorsque plusieurs solutions ont été sélectionnées, toutes les courbes correspondantes sont visibles sur le graphe. Le curseur permet d'obtenir les valeurs du pH pour chacune des courbes.
Lorsqu'une seule solution a été sélectionnée, il est possible d'ajouter les courbes montrant l'évolution de la répartition des espèces en fonction de la dilution, pour chacun des couples (ou ensembles de couples pour les polyacides) présents dans la solution. Il faut pour cela cocher la case « Répartition des espèces » dans le panneau de droite, et choisir le couple ou l'ensemble de couples à afficher dans la liste déroulante. Il n'y a pas de graduations sur l'axe des ordonnées correspondant à la composition, les valeurs numériques doivent être lues à l'aide du curseur.
Lorsqu'une seule solution a été sélectionnée, on peut afficher à l'aide du curseur les valeurs de concentrations apportées des différentes espèces apportées pour chaque point de la courbe, ainsi que les proportions effectives de chaque membre d'un couple ou d'un ensemble de couples.
Vue "Données"
La vue "Données" permet de visualiser et éventuellement de modifier les couples acido-basiques utilisés par le logiciel pour les simulations.Par défaut lors de la première exécution du logiciel, un dossier "calcPH" est créé dans l'espace utilisateur (home) ainsi qu'un sous-dossier "données", dans lequel sont créés les fichiers "couples" et "indicateurs" qui contiendront les données.
La vue "Données" permet de modifier les données contenues dans ces deux fichiers, en ajoutant ou enlevant des couples ou indicateurs colorés, ou en modifiant leurs données. Les modifications effectuées sont enregistrées automatiquement à la fermeture du logiciel.
La vue "Données" se compose de deux parties similaires, l'une concernant les couples acide-base, l'autre les indicateurs colorés (pour LaboAB les indicateurs colorés n'ont pas d'influence sur le pH des solutions, ce qui justifie qu'ils soient traités séparément).
Boutons de la vue des données
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Certains boutons ne sont actifs que lorqu'un élément de la liste correspondantes (couples acide-base ou indicateurs colorés) est sélectionné.
- Modifier permet de saisir les caractéristiques d'un nouvel ensemble de couplesmodifier les noms et pKa pour le couple ou ensemble de couples sélectionné, ou bien de modifier les couleurs et pKa dans le cas des indicateurs colorés, en passant en mode édition.
- Supprimer permet de supprimer le couple, ensemble de couple, ou indicateur coloré, sélectionné.
Le mode édition des couples acide-base
Le mode édition des indicateurs colorés
