Question:
Est-il possible d'atteindre un niveau de concentration «vraiment nul»?
Kara Kirkland
2020-08-07 22:41:17 UTC
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Si nous prenons une solution aqueuse et la diluons de plus en plus, la concentration de la solution atteindra-t-elle jamais zéro? Je dirais non, simplement parce que la dilution totale implique que toutes les molécules du soluté ont littéralement disparu. Mais le fait que je sois incapable de comprendre où les molécules sont allées ne rend pas mon argument du tout convaincant. Je suis amené à croire qu'il existe une bien meilleure réponse et / ou explication à ma question

MISE À JOUR: S'il est vrai que cette question ressemble étroitement à celle liée, la réponse fournie dans cette question est une beaucoup mieux car cela donne un aperçu beaucoup plus profond du processus de dilution.

L'homéopathie le fait tout le temps :)
Désolé, Alchimista;ce n'est tout simplement pas vrai.L'homéopathie non seulement reconnaît mais dépend dans une large mesure de l'idée qu'une telle chose ne pourrait jamais être possible.
@RobbieGoodwin Vous prenez la logique de l'homéopathie pour argent comptant et vous l'utilisez pour justifier l'homéopathie lorsque vous dites cela, alors bien sûr, ce serait la conclusion.
Bien sûr, vous pourriez trouver une bouteille parmi d'autres milliards de milliards contenant 1 molécule de la substance diluée.Il ne se classe pas comme une solution de ce problème particulier car vous pouvez trouver tout ce qui existe.Je ne voulais pas être trop sérieux car le sujet ne le mérite pas.Mais il y a un joli commentaire de @ Karl ci-dessous.Aussi comme curiosité.A partir d'une cuillère de NaCl il n'y a pas assez d'eau dans l'univers connu pour obtenir une solution homéopathique C 60 en une seule étape !!!
C'est l'une des questions où "En théorie, il n'y a pas de différence entre la théorie et la pratique. En pratique, il y en a."
@DKNguyen Je ne prenais rien à aucune valeur… répétant simplement l'un des principes de base de l'homéopathie.Cela ne justifie rien, et je ne voulais pas.Quand vous dites «bien sûr, ce serait la conclusion» à quelle conclusion pensiez-vous?
Cinq réponses:
Raphaël
2020-08-07 23:01:00 UTC
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Cela dépend de la façon dont vous le diluez. Si vous prenez une solution aqueuse de A et ajoutez simplement de l'eau pure (absolument 100% d'eau), la concentration de A ne sera jamais tout à fait nulle. Dans ce cas cependant, vous atteindrez un point où la concentration de A est si petite qu'elle peut être considérée comme nulle pour vos applications.

Si, cependant, vous diluez la solution, prélevez un échantillon, puis diluez cet échantillon (et ainsi de suite), vous pourriez atteindre une concentration d'exactement 0M. Imaginez que vous ayez suffisamment dilué la solution pour qu'elle contienne exactement 1 molécule de A. Lorsque vous prélevez votre échantillon pour la prochaine dilution, si cette molécule n'est pas dans l'échantillon, la concentration sera exactement nulle. S'il se trouve dans l'échantillon, il pourrait être laissé de côté lorsque vous tirerez l'échantillon suivant, ou le suivant, et ainsi de suite.

En pratique cependant, l'eau que vous utilisez pour la dilution sera probablement contiennent des impuretés. Vous n'atteindrez peut-être pas exactement 0M, mais la concentration pourrait être si petite qu'elle est indétectable et n'a aucune conséquence mesurable.

"... diluez la solution, prélevez un échantillon, puis diluez cet échantillon (et ainsi de suite), vous pourriez atteindre une concentration d'exactement 0M."C'est incroyable.C'est le type de solution que je recherchais!
@KaraKirkland Il convient de mentionner, explicitement, que la raison pour laquelle cela fonctionne est qu'une solution n'est pas un support continu - si c'était le cas, vous ne pourriez jamais arriver à zéro.Vous ne pouvez arriver à zéro que parce que les molécules sont * discrètes *.
Je comprends que ce ne serait pas dans l'esprit de la réponse, mais si vous effectuez une dilution en série dans le but explicite d'arriver à une concentration nulle, vous pouvez simplement sauter la partie où vous ajoutez l'une des solutions d'origine au solvant ettu y arriveras plus vite
@Paul Mais l'eau a de la mémoire!Demandez à n'importe quel homéopathe!
@Raphaël Je suggère que cela ne dépend pas de "comment vous le diluez";la différence entre vos exemples n'est pas la concentration finale mais simplement le temps;la pureté du solvant aqueux a peu à voir avec la quantité de soluté restant ... «… Si petit qu'il peut être considéré comme nul…» est un jugement, pas une technicité. A partir d'un échantillon dilué dilué davantage, vous ne pouviez plus atteindre une concentration d'exactement 0M;juste plus rapidement. Comment imaginer une vraie dilution à 1 molécule?Devinez que 12 ou 397 ou combien de dilutions font l'affaire?
@RobbieGoodwin si j'ai une boîte avec 99 boules rouges et une boule jaune, la concentration de boules jaunes est de 1%.Si j'ajoute un million de boules rouges, la concentration est d'environ 1 ppm.Si je jette la moitié du contenu de cette boîte dans une autre boîte, j'aurai une boîte avec environ 2 ppm de boules jaunes et une autre avec exactement 0 ppm de boules jaunes.Il en va de même pour les molécules en solution, ce sont des processus différents.
@llama Coo;Merci pour ça!
M. Farooq
2020-08-08 03:27:01 UTC
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Pour un chimiste analytique, le concept de concentration zéro n'existe pas . La concentration ne peut pas être exactement 0! Seule une limite de détection peut être développée en termes de statistiques. C'est pourquoi un utilisateur respectable senior ici a écrit une monographie entière sur ce sujet. Supposons que vous ayez une solution de NaCl, et ce qu'on appelle de «l'eau pure» *, quelle que soit la quantité de dilutions que vous effectuez, vous ne pouvez pas dire avec une certitude à 100% qu'il ne reste plus un seul ion sodium dans la solution maintenant.

* L'eau pure ne peut exister dans aucun laboratoire ordinaire.

Il y a beaucoup de place en bas, comme on dit, et je suppose que cela inclut de la place pour les impuretés.La concentration mesurée (indirectement) la plus basse que je connaisse dans une solution en phase condensée provient [d'une étude de détection de matière noire] (https://arxiv.org/abs/2006.09721), où les auteurs proposent un 14 yM (c'est ** yoctomolar **) la concentration de tritium dans le xénon liquide peut avoir produit suffisamment de bruit pour masquer les signaux de la désintégration de la matière noire.D'une manière ou d'une autre, il reste encore après une purification très stricte, et même si le tritium lui-même est une trace de radio-isotope avec une demi-vie modeste.
Très bel exemple.Aucun réactif n'est pur à 100%.
@NicolauSakerNeto sans réponse dans Physics SE: [Comment la possibilité de désintégration de la contamination au tritium sera-t-elle supprimée des données XENONnT?] (Https://physics.stackexchange.com/q/560249/83380)
@uhoh, une question sans rapport.Faites-vous quelque chose à propos du réseau d'échelle et de la dispersion croisée.Je souhaite poser une question à ce sujet mais qu'en est-il d'un site pertinent?J'ai un réseau d'échelle (pour le plaisir) et je veux voir un spectre 2D dans une configuration simple qui pourrait être une simple boîte en carton.
En recherchant, il y a [10 articles dans Astronomy SE] (https://astronomy.stackexchange.com/search?q=echelle) et [8 dans Physics SE] (https://physics.stackexchange.com/search?q=echelle) qui contiennent "echelle" et beaucoup sont intéressants.Il semble que ceux de Physics SE indiquent qu'il y a plus de chances d'une "réponse basée sur le bricolage", mais il y a des astronomes d'observation actifs dans Astronomy SE qui pourraient vraiment aimer répondre à cette question tant que vous mentionnez qu'il pourrait l'utiliser pouranalyser la lumière du soleil ou quelque chose d'astronomique.
Laissez-nous [continuer cette discussion dans le chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111555/discussion-between-uhoh-and-m-farooq).
Vous devez opter pour des molécules plus grosses, qui ne sont pas non plus omniprésentes dans l'environnement.
Si vous effectuez une dilution en série, il est toujours possible qu'au moins une molécule soit présente.D'où le fait qu'en chimie analytique, la concentration nulle n'existe * pas *.Personne ne peut «mesurer» la concentration nulle.Cela n'a pas non plus de sens juridique.
Pouvez-vous fournir une référence pour étayer une déclaration générale telle que celle faite dans votre première phrase?Cela ressemble à une opinion.Je dirais que si vous faites vos échantillons en diluant avec un tampon connu ne contenant pas le soluté (la solution mère de soluté est la seule source de soluté), alors le tampon aurait une concentration nulle du soluté.Circulaire, mais pas controversé.
BTW, il est communément appelé une mesure «à blanc».
Buck Thorn, il y a un joli livre fin, "Deux articles sur la limite de détection d'une procédure analytique complète" H. Kaiser.
@M.Farooq Il semble que votre «Kaiser» (avec «ai») ne soit pas le même que les unités de kayser avant que $ \ mbox {cm} ^ {- 1} $ / wavenumbers en spectroscopie soit nommé.
Pas deux Kayser et Kaiser différents.H. Kaiser était à l'Institut de spectrochimie de Dortmund.Ce Kayser est une histoire assez ancienne!Voir Zum Problem der Nachweisegrenze dans Z. Analyt.Chem.1965, 209, 1. Ce livre est la traduction de ses deux articles célèbres.
@uhoh, J'ai posté la requête sur echelle, si vous voulez vérifier!
Merci Farooq je vais devoir y jeter un œil.
J'aurais formulé un peu différemment: ce n'est pas que cela ne peut pas exister - juste que nous ne pouvons pas être sûrs que (où = dans quelle bouteille) nous avons une concentration nulle.Entrez ensuite des considérations pratiques telles que les impuretés et l'homogénéisation.Ce dernier rendra particulièrement difficile la fixation d'une limite supérieure valide sur la concentration que l'on peut effectivement avoir dans l'une des bouteilles «zéro conc».
@M.Farooq Nous pouvons détecter les raies spectrales d'un seul atome isolé.Ne serait-il pas possible, avec un spectromètre suffisamment sensible, de détecter les raies spectrales d'une seule molécule en solution?
Oui, peut-être en principe et sur un morceau de papier, mais dites-moi comment seriez-vous sûr à «100%» qu'il y a un seul atome dans cette solution et comment préparerions-nous pratiquement une telle solution?
Les commentaires ne sont pas destinés à des discussions prolongées.Il existe déjà une salle de chat associée à ce message: https://chat.stackexchange.com/rooms/111555/discussion-between-uhoh-and-m-farooq Veuillez utiliser cette salle.
Karl
2020-08-08 02:58:41 UTC
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Oui sans équivoque! Si votre soluté est quelque chose dont vous pouvez identifier une seule molécule dans un échantillon de solvant macroscopique (disons un colorant fluorescent), alors vous pouvez le diluer jusqu'à zéro et en être sûr.

( Pour les nitpickers: Cela peut être fait en un nombre fini d'étapes, si vous divisez la solution en deux après chaque étape, et continuez à diluer la partie qui montre une concentration plus faible. Divide et impera. )

Si vous ne parvenez pas à mesurer la concentration jusqu'à zéro réel, alors l'affirmation "ceci a été dilué à zéro" n'est pas falsifiable, donc non scientifique (voir Karl Popper), et en tant que tel ne vaut pas la peine de réfléchir. ;)

Je suis aussi fan de Popper!(et Kuhn et Lakatos).Quoi qu'il en soit: si vous connaissiez la concentration initiale et le nombre de divisions, alors même si vous ne pouviez pas mesurer la concentration finale, vous pourriez faire une déclaration scientifique sur sa * probabilité * d'être nulle :).
Je prendrais un problème mineur avec votre dernier paragraphe: ce n'est pas parce que vous (le scientifique hypothétique qui fait cela) êtes incapable de mesurer la concentration jusqu'à zéro que l'hypothèse selon laquelle elle est nulle n'est pas scientifique.Peut-être que quelqu'un d'autre peut le mesurer, ou les gens à l'avenir pourront le mesurer, ou cela a des conséquences physiques dont vous n'êtes pas au courant, ou ainsi de suite.
@DavidZ Pouvez-vous expliquer comment l'un de ces éléments rendrait la déclaration plus "scientifique"?
@Karl Parce que si quelqu'un dans le futur, avec une meilleure technologie, pourrait le falsifier, alors la déclaration est falsifiable.«Il n'y a aucune molécule de X dans cette solution» est une prédiction testable lorsque vous avez un appareil suffisamment précis pour détecter s'il y a une seule molécule de quelque chose dans une solution.
@probably_someone Balderdash.Une déclaration qui pourrait devenir correcte dans cinq ou quinze ans est * fausse * aujourd'hui, point final.
@Karl La déclaration ne "devient pas correcte", elle devient _mesurable_.Que ce soit correct ou non ne change pas.Vous pouvez faire des déclarations correctes qui ne sont pas mesurables à l'époque (par exemple, Einstein en 1916: "Les ondes gravitationnelles existent", ou Fermi en 1934: "Les neutrinos existent").Le fait qu'ils n'étaient pas mesurables au moment de la proposition ne signifie pas qu'ils n'étaient pas corrects.
@probably_someone Votre point étant?Esp.par rapport au sujet original?
@Karl J'ai répondu à votre question: une déclaration est "scientifique" si elle est falsifiable.Falsifiable signifie que quelqu'un pourrait le mesurer, et non pas que quelqu'un peut le faire correctement maintenant.Et la falsifiabilité n'a vraiment rien à voir avec l'exactitude, donc parler d'une déclaration "devenir correcte" n'est pas vraiment pertinent ici.
@Karl Par exemple, l'affirmation falsifiable «des neutrinos stériles avec certains paramètres existent» est exactement comme l'affirmation «il n'y a aucune molécule de X dans cette solution».Si des neutrinos stériles avec ces paramètres existent, il y a une signature expérimentale identifiable, et s'ils n'existent pas, nous ne verrons pas cette signature.Le fait que nos détecteurs ne soient pas encore assez précis pour mesurer cette signature est sans importance.De même, il y a des conséquences spectrographiques à avoir une seule molécule de X en solution, et une expérience avec un spectromètre suffisamment précis serait capable de le détecter.
Laissez-nous [continuer cette discussion dans le chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111587/discussion-between-karl-and-probably-someone).
Oscar Lanzi
2020-08-08 01:50:55 UTC
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Quelque chose comme une concentration nulle est obtenu en phase vapeur dans certains matériaux. Dans cette réponse, la pression de vapeur triple point du gallium est identifiée comme si basse qu’une mesure de celle-ci est par défaut à zéro avec une probabilité élevée.

Mathew Mahindaratne
2020-08-08 01:14:57 UTC
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En théorie, je pense que la limitation de la dilution zéro serait que lorsque vous prenez un échantillon d'un échantillon dilué, la possibilité d'avoir une molécule de soluté dedans devrait être nulle. Pour atteindre cet objectif, la concentration de votre solution doit être inférieure à 10 $ ^ {- 24} $ en puissance $ \ left (\ frac {1} {6,022 \ fois 10 ^ {23}} = 1,66 \ fois 10 ^ {- 24} \ droite) $ . Pour ce faire, si vous avez $ \ pu {1 M} $ de solution, vous devez ajouter un autre $ \ pu { 1,66 \ fois 10 ^ {24} L} $ d'eau pour obtenir cette dilution. Considérant que l'ensemble de la masse d'eau de la Terre est d'environ $ \ pu {1.3859 \ times 10 ^ {21} L} $ ( $ \ pu {2.5511 \ times 10 ^ 6 mile ^ 3} $ selon USGS) vous risquez de manquer d'eau avant d'avoir une bonne concentration. :-)

C'est pourquoi Raphaël a dit que cela dépend de la façon dont vous voulez le faire. Vous pouvez donc utiliser la procédure appelée dilution sérielle.

Si vous échantillonnez sensiblement moins d'un litre (disons 1 µL), la concentration peut être proportionnellement plus élevée et vous pouvez toujours vous attendre statistiquement à trouver zéro molécule du soluté dans certains échantillons.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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