Logiciels libres et enseignement

Favoriser l’usage de logiciels libres et de formats ouverts

Xem

dimanche 4 avril 2004

- Auteur : Ghislain Picard

Usages pédagogiques

Pour les élèves, Xem peut être utilisé en complément de travaux pratiques. Il permet d’étudier l’influence des paramètres tels la concentration des espèces et les pKa des couples acide/base faible. Pour les professeurs, Xem permet de préparer des courbes pour le cours, pour les exercices « expérimentaux », et pour les devoirs

Exemple d’utilisation de Xem

Ce document présente un exemple d’utilisation de Xem version 0.21. Il fait fonction de tutorial et de guide de l’utilisateur. D’autres copies d’écran peuvent être trouvées sur le site du logiciel, URL ci-dessus.

Création d’une expérience simple

Notre première expérience sera une expérience classique de dosage d’un acide faible par une base forte. Prenons l’exemple du dosage d’un vinaigre (acide éthanoique) par l%2’hydroxyde de sodium.

Démarrez Xem : ./xem

Trois fenêtres apparaissent. La fenêtre principale « Xem », la fenêtre représentant l’expérience « expérience 1 », et la fenêtre « solution ». La fenêtre solution contient une liste d’espèces chimiques classées selon leur nature.

Cherchez dans « acides faibles » l’acide éthanoique. Quand on clique dessus, apparaît à droite un masque de saisie. Entrez la concentration de l’acide et le volume de la solution. Par exemple, une concentration de 0,1 (en mol/L) et un volume de 10 (en mL). Verser maintenant cette solution dans le becher en cliquant sur « Verser dans le becher ». Évident ! Dans la fenêtre « expérience 1 », est apparu la solution introduite.

Cherchez de même l’hydroxyde de sodium. Entrez une concentration de 0,1mol/L. Il est inutile de préciser le volume, puisque qu’on va introduire l’hydroxyde de sodium dans la burette. Cliquer sur « Verser dans la burette ».

Si vous faites une erreur en entrant la concentration par exemple, cliquer dans la fenêtre expérience sur l’espèce coupable, et entrez la bonne valeur dans la fenêtre « solution ».

Enregistrer et charger une expérience

Dans le menu « fichier » de la fenêtre « expérience » vous trouverez tout... consulter aussi, ci-dessous, comment charger et enregistrer l’ensemble des expériences et des courbes.

Affichage et manipulation des courbes

Quand vous avez introduit les espèces acido-basique dans le becher et la burette, la courbe de pH s’est affichée automatiquement. Si ce n’était pas le cas, vous pouvez forcer le calcul en cliquant sur l’icône « pH » de la fenêtre expérience ou dans le menu « editer », puis « calculer ».

Dans la fenêtre principale, sélectionnez la courbe en cliquant dessus ou dans la liste du menu « courbes ». Vous voyez apparaître dans la barre de statuts les valeurs du pH en fonction du volume. Une courbe sélectionnée peut être effacée par « supprimer » dans le menu « éditer » ou en cliquant l’icône correspondant dans la barre d’outils.

On veux maintenant tracer les courbes de concentration de l’acide éthanoique et de l’ion éthanoate. Choisissez « Nouvelle » dans le menu « courbes ». Sélectionnez les nouvelles courbes que vous souhaitez, puis « Ok ». Voilà !

Utilisation des indicateurs colorés

Xem permet de visualiser la couleur de la solution en fonction de l’indicateur coloré. Dans la fenêtre « solution » vous pouvez introduire dans le becher un ou plusieurs indicateurs. Pour afficher la couleur de la solution en fonction du volume, allez dans le menu « courbes » puis « nouvelle ».

Chaque indicateur est tracé séparément, ce qui permet de faire le choix de l’indicateur le mieux adapté à ce dosage.

Une deuxième expérience

Xem permet d’afficher sur le même graphe le résultat de plusieurs expériences, ce qui permet de comparer, par exemple, les courbes de pH pour deux valeurs de la concentration de la soude.

Dans le menu « fenêtre » de la fenêtre principale cliquez « dupliquer ». Xem vient de créer une seconde expérience contenant les mêmes réactifs que l’expérience 1. Vous pouvez passer d’une expérience à l’autre en utilisant la liste dans le menu « expérience ».

Modifiez la concentration de l’acide éthanoique et le volume de la solution. Par exemple 0,01mol/L et 100mL. Vous obtenez directement la courbe du pH.

Charger et enregistrer les expériences et les courbes

Dans la fenêtre principale, le menu « fichier » permet d’enregistrer et de charger l’ensemble des expériences, et des courbes. Utiliser cette fonction pour charger les exemples disponibles dans le pactage.

Importer et exporter

Xem est ouvert vers l’extérieur. Sélectionnez une courbe, celle du pH par exemple. Dans le menu « données » de la fenêtre principale, choisissez « exporter ». Entrez un nom de fichier, ph.dat par exemple. Xem produit un fichier en colonne séparée par une tabulation contenant les valeurs du volume et du pH ou de la concentration.

Pour importer des données, il faut que le fichier soit constitué de deux colonnes (volume puis pH ou concentration) séparés par une tabulation. L’item « importer » du menu « données » ouvre une fenêtre permettant de choisir le type de données qui seront importées ainsi que le nom du fichier.

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Si vous avez des remarques sur ce document ou sur Xem, n’hésitez pas a me contacter : ghislain@linux-france.com.

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