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@ -8,97 +8,97 @@ from tkinter import ttk
def reaction(cation) : def reaction(cation) :
""" """
Génération de la réaction de complexation Génération de la réaction de complexation
:cation: cation metallique complexé :cation: cation metallique complexé
""" """
complexation = chemistry.Reaction({'Y4-': 1, cation: 1}, {complexes[cation]: 1}) # reaction complexation = chemistry.Reaction({'Y4-': 1, cation: 1}, {complexes[cation]: 1}) # reaction
return complexation return complexation
def constante_formation(cation): def constante_formation(cation):
""" """
Calcul de la constante de formation du complexe Calcul de la constante de formation du complexe
:cation: cation metallique complexé :cation: cation metallique complexé
""" """
Kf = 10 ** float(constante[cation]) Kf = 10 ** float(constante[cation])
return Kf return Kf
def coeff_distri_ligand(pH): def coeff_distri_ligand(pH):
""" """
Calcul du coefficient de distribution alpha ligand Calcul du coefficient de distribution alpha ligand
:pH: acidite de la solution titree :pH: acidite de la solution titree
""" """
Ka_EDTA = [10**-2, 10**-2.7, 10**-6.16, 10**-10.26] # liste des constantes d'acidite de l'EDTA (de Ka1 a Ka4) Ka_EDTA = [10**-2, 10**-2.7, 10**-6.16, 10**-10.26] # liste des constantes d'acidite de l'EDTA (de Ka1 a Ka4)
parametre = 1 # denominateur definition aplha ligand parametre = 1 # denominateur definition aplha ligand
for i in range(1, len(Ka_EDTA)) : for i in range(1, len(Ka_EDTA)) :
cste_multiplicative = prod(Ka_EDTA[-i:]) cste_multiplicative = prod(Ka_EDTA[-i:])
parametre += 10**(i*-pH) / cste_multiplicative # termes en [H3O+] divisee par produits de Ka_EDTA parametre += 10**(i*-pH) / cste_multiplicative # termes en [H3O+] divisee par produits de Ka_EDTA
alpha_ligand = 1 / parametre alpha_ligand = 1 / parametre
return alpha_ligand return alpha_ligand
def cste_formation_pH(cation, pH): def cste_formation_pH(cation, pH):
""" """
Calcul de la constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH Calcul de la constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH
:Kf: constante de formation du complexe [MEDTA] :Kf: constante de formation du complexe [MEDTA]
:pH: acidite de la solution titree :pH: acidite de la solution titree
""" """
Kf = constante_formation(cation) Kf = constante_formation(cation)
alpha_ligand = coeff_distri_ligand(pH) alpha_ligand = coeff_distri_ligand(pH)
Kf_pH = Kf * alpha_ligand Kf_pH = Kf * alpha_ligand
return Kf_pH return Kf_pH
def volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand): def volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand):
""" """
Calcul du volume equivalent Calcul du volume equivalent
:conc_init_metal: concentration initial en solution titree :conc_init_metal: concentration initial en solution titree
:V_metal: volume initial de solution titree :V_metal: volume initial de solution titree
:conc_ligand: concentration initial en ligand :conc_ligand: concentration initial en ligand
""" """
volume_eq = (conc_init_metal * V_metal) / conc_ligand volume_eq = (conc_init_metal * V_metal) / conc_ligand
return volume_eq return volume_eq
def volume_ligand(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand): def volume_ligand(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand):
""" """
Calcul de la gamme de volumes d'EDTA ajoutés Calcul de la gamme de volumes d'EDTA ajoutés
:conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée :conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée
:V_metal: volume initial de solution titrée :V_metal: volume initial de solution titrée
:conc_ligand: concentration initiale en ligand :conc_ligand: concentration initiale en ligand
""" """
V_ligand_actuel = 0 # debut titrage V_ligand_actuel = 0 # debut titrage
V_ligand_step = 0.1 #intervalle de volume titrant entre chaque mesure V_ligand_step = 0.1 #intervalle de volume titrant entre chaque mesure
V_equivalence = volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand) V_equivalence = volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand)
@ -108,18 +108,18 @@ def volume_ligand(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand):
nbre_V_ligand = round(V_ligand_stop, 1) * 10 # nombre de mesures nbre_V_ligand = round(V_ligand_stop, 1) * 10 # nombre de mesures
for i in range(int(nbre_V_ligand) + 1): # remplissage liste des volumes titrant utilises for i in range(int(nbre_V_ligand) + 1): # remplissage liste des volumes titrant utilises
V_ligand.append(round(V_ligand_actuel, 1)) # on a claqué le round car les valeurs de i n'étaient pas entieres, et la boucle if ne tombait alors jamais sur le cas de l'équivalence V_ligand.append(round(V_ligand_actuel, 1)) # on a claqué le round car les valeurs de i n'étaient pas entieres, et la boucle if ne tombait alors jamais sur le cas de l'équivalence
V_ligand_actuel += V_ligand_step V_ligand_actuel += V_ligand_step
return V_ligand return V_ligand
def _logM(V_ligand, conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, cation, pH, Kf): def _logM(V_ligand, conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, cation, pH, Kf):
""" """
Calcul des valeurs de pM = -logM Calcul des valeurs de pM = -logM
:conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée :conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée
:V_metal: volume initial de solution titrée :V_metal: volume initial de solution titrée
@ -127,150 +127,150 @@ def _logM(V_ligand, conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, cation, pH, Kf):
:cation: cation metallique complexé :cation: cation metallique complexé
:pH: acidite de la solution titree :pH: acidite de la solution titree
:Kf: constante de formation du complexe [MEDTA] :Kf: constante de formation du complexe [MEDTA]
""" """
pM =[] pM =[]
V_equivalence = volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand) V_equivalence = volume_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand)
for i in V_ligand : # calcul titrage for i in V_ligand : # calcul titrage
if i < V_equivalence: # avant equivalence if i < V_equivalence: # avant equivalence
M = conc_metal_anteeq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i) M = conc_metal_anteeq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i)
pM.append(-log10(M)) pM.append(-log10(M))
elif i == V_equivalence: # a equivalence elif i == V_equivalence: # a equivalence
M = conc_metal_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i, cste_formation_pH(cation, pH)) M = conc_metal_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i, cste_formation_pH(cation, pH))
tk.Label(interface, text="Volume équivalent (mL) = %.2f" % i).grid(row=9, columnspan=2) # affichage du volume équivalent tk.Label(interface, text="Volume équivalent (mL) = %.2f" % i).grid(row=9, columnspan=2) # affichage du volume équivalent
tk.Label(interface, text="pM = %.2f" % -log10(M)).grid(row=10, columnspan=2) # affichage du pM à l'équivalence tk.Label(interface, text="pM = %.2f" % -log10(M)).grid(row=10, columnspan=2) # affichage du pM à l'équivalence
pM.append(-log10(M)) pM.append(-log10(M))
elif i > V_equivalence: # apres equivalence jusqu'a 2*volume_eq elif i > V_equivalence: # apres equivalence jusqu'a 2*volume_eq
M = conc_metal_posteq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i, Kf) M = conc_metal_posteq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, i, Kf)
pM.append(-log10(M)) pM.append(-log10(M))
return pM return pM
def conc_metal_anteeq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand): def conc_metal_anteeq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand):
""" """
Calcul de la concentration en metal à l'équilibre avant équivalence en considérant la dilution Calcul de la concentration en metal à l'équilibre avant équivalence en considérant la dilution
:conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée :conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée
:V_metal: volume initial de solution titrée :V_metal: volume initial de solution titrée
:conc_ligand: concentration initiale en ligand :conc_ligand: concentration initiale en ligand
:V_ligand: volume de ligand (titrant) ajouté :V_ligand: volume de ligand (titrant) ajouté
""" """
V_tot = V_metal * 10**-3 + V_ligand * 10**-3 V_tot = V_metal * 10**-3 + V_ligand * 10**-3
M_1 = (conc_init_metal * V_metal * 10**-3 - conc_ligand * V_ligand* 10**-3 ) / V_tot M_1 = (conc_init_metal * V_metal * 10**-3 - conc_ligand * V_ligand* 10**-3 ) / V_tot
return M_1 return M_1
def conc_metal_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand, Kf_pH): def conc_metal_eq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand, Kf_pH):
""" """
Calcul de la concentration en métal a l'équilibre à équivalence en considérant la dilution Calcul de la concentration en métal a l'équilibre à équivalence en considérant la dilution
:conc_init_metal: concentration initial en solution titree :conc_init_metal: concentration initial en solution titree
:V_metal: volume initial de solution titree :V_metal: volume initial de solution titree
:conc_ligand: concentration initial en ligand :conc_ligand: concentration initial en ligand
:V_ligand: volume de ligand (titrant) ajoute :V_ligand: volume de ligand (titrant) ajoute
:Kf_pH: constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH :Kf_pH: constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH
""" """
V_tot = V_metal * 10**-3 + V_ligand* 10**-3 # volume total de la solution V_tot = V_metal * 10**-3 + V_ligand* 10**-3 # volume total de la solution
M_2 = sqrt((conc_init_metal * V_metal * 10**-3) / (Kf_pH * V_tot)) M_2 = sqrt((conc_init_metal * V_metal * 10**-3) / (Kf_pH * V_tot))
return M_2 return M_2
def conc_metal_posteq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand, Kf_pH): def conc_metal_posteq(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, V_ligand, Kf_pH):
""" """
Calcul de la concentration en metal a l'equilibre apres equivalence en considerant la dilution Calcul de la concentration en metal a l'equilibre apres equivalence en considerant la dilution
:conc_init_metal: concentration initial en solution titree :conc_init_metal: concentration initial en solution titree
:V_metal: volume initial de solution titree :V_metal: volume initial de solution titree
:conc_ligand: concentration initial en ligand :conc_ligand: concentration initial en ligand
:V_ligand: volume de ligand (titrant) ajoute :V_ligand: volume de ligand (titrant) ajoute
:Kf_pH: constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH :Kf_pH: constante d'equilibre de formation du complexe [MEDTA] modulee par le pH
""" """
M_3 = (conc_init_metal * V_metal * 10**-3) / (Kf_pH * (conc_ligand * V_ligand* 10**-3 - conc_init_metal * V_metal * 10**-3)) M_3 = (conc_init_metal * V_metal * 10**-3) / (Kf_pH * (conc_ligand * V_ligand* 10**-3 - conc_init_metal * V_metal * 10**-3))
return M_3 return M_3
def get_values(): def get_values():
""" """
Récupération des données introduites par l'utilisateur via l'interface tkinter et création de la courbe de titrage Récupération des données introduites par l'utilisateur via l'interface tkinter et création de la courbe de titrage
""" """
cation = valeur_actuelle.get() cation = valeur_actuelle.get()
conc_init_metal = float(d2.get()) conc_init_metal = float(d2.get())
conc_ligand = float(d3.get()) conc_ligand = float(d3.get())
V_metal = float(d4.get()) V_metal = float(d4.get())
pH = float(d5.get()) pH = float(d5.get())
courbe = graphique(cation, conc_init_metal, conc_ligand, V_metal, pH) # courbe de titrage complexométrique courbe = graphique(cation, conc_init_metal, conc_ligand, V_metal, pH) # courbe de titrage complexométrique
plot = FigureCanvasTkAgg(courbe, master=interface) plot = FigureCanvasTkAgg(courbe, master=interface)
plot.draw() plot.draw()
plot.get_tk_widget().grid(row=12, columnspan=2) plot.get_tk_widget().grid(row=12, columnspan=2)
tk.Label(interface, text=reaction(cation)).grid(row=8, columnspan=2) # affichage réaction tk.Label(interface, text=reaction(cation)).grid(row=8, columnspan=2) # affichage réaction
def graphique(cation, conc_init_metal, conc_ligand, V_metal, pH): def graphique(cation, conc_init_metal, conc_ligand, V_metal, pH):
""" """
Mise en graphique Mise en graphique
:cation: cation metallique complexé :cation: cation metallique complexé
:conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée :conc_init_metal: concentration initiale en solution titrée
:conc_ligand: concentration initiale en ligand :conc_ligand: concentration initiale en ligand
:V_metal: volume initial de solution titrée :V_metal: volume initial de solution titrée
:pH: acidite de la solution titree :pH: acidite de la solution titree
""" """
fig = Figure(figsize=(4,5)) # affichage du graphique fig = Figure(figsize=(4,5)) # affichage du graphique
ax = fig.add_subplot() # génération de graphique ax = fig.add_subplot() # génération de graphique
V_ligand = volume_ligand(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand) V_ligand = volume_ligand(conc_init_metal, V_metal, conc_ligand)
Kf = constante_formation(cation) Kf = constante_formation(cation)
# caractéristiques du graphique # caractéristiques du graphique
ax.plot(V_ligand, _logM(V_ligand, conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, cation, pH, Kf), "tab:purple") ax.plot(V_ligand, _logM(V_ligand, conc_init_metal, V_metal, conc_ligand, cation, pH, Kf), "tab:purple")
ax.set_xlabel("Volume EDTA ajouté en mL") ax.set_xlabel("Volume EDTA ajouté en mL")
ax.set_ylabel("pM") ax.set_ylabel("pM")
ax.set_title("Courbe de titrage complexométrique") ax.set_title("Courbe de titrage complexométrique")
return fig
with open('complexes_MEDTA.txt', newline='') as csvfile: return fig
with open('complexes_MEDTA.txt', newline='') as csvfile:
liste1 = csv.reader(csvfile) liste1 = csv.reader(csvfile)
complexes = dict(liste1) # dictionnaire reliant cation et complexe cation-EDTA complexes = dict(liste1) # dictionnaire reliant cation et complexe cation-EDTA
with open('logKf_EDTA.txt', newline='') as csvfile: with open('logKf_EDTA.txt', newline='') as csvfile:
liste2 = csv.reader(csvfile) liste2 = csv.reader(csvfile)
constante = dict(liste2) # dictionnaire reliant cation et Kf cation-EDTA constante = dict(liste2) # dictionnaire reliant cation et Kf cation-EDTA
""" Interface tkinter """ """ Interface tkinter """
interface = tk.Tk() # fenêtre du programme interface = tk.Tk() # fenêtre du programme
@ -285,7 +285,7 @@ tk.Label(interface, text="vol. solution metallique (mL): ").grid(row=3)
tk.Label(interface, text="pH : ").grid(row=4) tk.Label(interface, text="pH : ").grid(row=4)
# scroll to choose : choix de cation métallique à titrer # scroll to choose : choix de cation métallique à titrer
choix_d1 = constante.keys() choix_d1 = constante.keys()
valeur_actuelle = tk.StringVar(interface) valeur_actuelle = tk.StringVar(interface)
valeur_actuelle.set("Xy+") valeur_actuelle.set("Xy+")
ions_metalliques = tk.OptionMenu(interface, valeur_actuelle, *choix_d1) ions_metalliques = tk.OptionMenu(interface, valeur_actuelle, *choix_d1)
@ -311,4 +311,4 @@ interface.rowconfigure(5, minsize=30) # espaces vides entre en dessou et au dess
interface.rowconfigure(7, minsize=30) interface.rowconfigure(7, minsize=30)
interface.rowconfigure(11, minsize=30) interface.rowconfigure(11, minsize=30)
interface.mainloop() # fin de l'exécution du programme via tkinter interface.mainloop() # fin de l'exécution du programme via tkinter