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Terminale S Fiche méthode – La spectrophotométrie P.L. Arsonval – Page 1 sur 1

Terminale S Fiche méthode – La spectrophotométrie P.L. Arsonval – Page 1 sur 1 1. Le principe Une solution colorée absorbe de la lumière visible, c’est-à-dire les radiations dont la longueur d’onde est comprise entre 400 et 800 nm. La lumière blanche, qualifiée de polychromatique, est composée de toutes les radiations de longueurs d’onde comprises entre 400 et 800 nm. Lorsqu’une solution colorée est éclairée en lumière blanche, certaines radiations sont absorbées. C’est de cette absorption que dépend la couleur de la solution : les radiations qui traversent la solution peuvent parvenir jusqu’à l’œil de l’observateur. La couleur de la solution correspond à la superposition de toutes les radiations qui parviennent jusqu’à l’œil. 2. Rappel sur les couleurs On distingue la synthèse additive, qui consiste à ajouter des radiations (ajout de lumières colorées) et la synthèse soustractive qui consiste à retirer des radiations (filtre). Deux couleurs sont dites complémentaires si en ajoutant les radiations qui les composent, on obtient de la lumière blanche. La couleur d’une solution de sulfate de cuivre est bleu-cyan : cela signifie que la solution absorbe la couleur complémentaire : le rouge. La couleur d’une solution de permanganate de potassium est magenta (rose- violacée) : cela signifie que la solution absorbe du vert. La couleur d’une solution de diiode est jaune : cela signifie que cette solution absorbe du bleu. La couleur de la chlorophylle est verte : cela signifie que la chlorophylle absorbe du magenta (du rouge + du bleu). 3. La spectrophotométrie Il s’agit d’une technique de dosage qui consiste à éclairer une solution donnée, par un faisceau lumineux constitué d’une radiation de longueur d’onde connue, et à analyser le faisceau émergent de la solution. L’espèce chimique que l’on souhaite doser doit nécessairement absorber de la lumière (Il existe des spectrophotomètres UV – visible – IR). Ainsi, avant de procéder au dosage d’une espèce chimique, il est nécessaire de régler la longueur d’onde de la radiation incidente. La précision des mesures est meilleure si la longueur d’onde du faisceau incident est réglée sur la longueur d’onde max du maximum d’absorption de l’espèce. Si l’on ne connaît pas cette longueur d’onde, on peut la déterminer en mesurant « l’absorption » avec le spectrophotomètre à des longueurs d’onde variant, pour le domaine visible de 400 nm à 800 nm par pas de 10 nm par exemple. « L’absorption » est mesurée par un capteur qui compare l’intensité lumineuse incidente I0 et l’intensité lumineuse transmise I. L’afficheur indique l’absorbance définie par la relation : A = log    I I (sans unité). Rem. : Si l’absorbance est A = 2, alors l’intensité transmise est égale à 1/100e de I0 ! Si l’absorbance est égale A = 0 alors l’intensité transmise est égale à I0. Il faut tenir compte de l’absorbance de la cuve, du solvant, etc. pour cela il est nécessaire d’effectuer le « zéro », avec une cuve remplie du solvant. Soit avant la mesure, pour un appareil mono- faisceau, soit simultanément pour un appareil double faisceau. 4. Loi de Beer-Lambert L’absorbance A augmente avec la longueur l de solution traversée. L’absorbance dépend par ailleurs de la nature de l’espèce absorbant la lumière et augmente avec sa concentration c. Lorsque la concentration reste faible, l’absorbance A est proportionnelle à la longueur l de solution traversée et à la concentration c de l’espèce absorbante : A = ().c.l (loi de Beer-Lambert). Le coefficient de proportionnalité () dépend de la nature de l’espèce absorbante et de la longueur d’onde : c’est le coefficient d’absorption molaire ou coefficient d’extinction molaire (en L.mol–1.cm–1 si l en cm et c en mol.L–1 ou m2.mol–1 en u.S.I.). http://www.micromega-hatier.com/demo/simulateurs.htm http://formation.etud.u-psud.fr/chimie/experiences/tp-101a/documents_TP/spectro1.swf http://www.ostralo.net/3_animations/swf/spectro.swf http://www.ostralo.net/3_animations/swf/synthese_couleurs.swf Fiche méthode : La spectrophotométrie  (nm)   max   max c (mol.L–1)   zone de proportionnalité : la loi de Beer- Lambert s’applique zone de non proportionnalité : la loi de Beer-Lambert ne s’applique pas uploads/s3/ methode-spectrophotometrie.pdf