Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

CC/ Mme Moulahoum A ANuP A Tech LAB 2016/2017 Mme Zerrouk F ANuP B SPECTROPHOTO

CC/ Mme Moulahoum A ANuP A Tech LAB 2016/2017 Mme Zerrouk F ANuP B SPECTROPHOTOMETRIE UV-VISIBLE Introduction La spectrophotométrie est une méthode analytique quantitative et qualitative permettant la mesure de l’absorbance ou la densité optique d’un échantillon en solution, l’absorbance est d’autant plus importante que la concentration de l’échantillon est élevée, dans les limites de proportionnalité énoncées par la loi de Beert Lambert. Chaque échantillon possède une longueur d’onde d’absorption qui lui est spécifique et dont la densité optique est lu sur un spectrophotomètre préalablement étalonné à cette même longueur d’onde. Principe : La capacité qu’aurait une substance donnée à absorber un faisceau de lumière monochromatique d’intensité « Io » traversant un trajet optique « l » de 1 cm, une partie de cette lumière est absorbée par la substance en solution. L’intensité de lumière transmise « I » transmise est donc inférieure à Io On définit alors l’absorbance de la solution A : On parle aussi de transmittance définie par la relation : C’est-à-dire que L’absorbance est une valeur positive, sans unité. Elle est d’autant plus grande que l’intensité transmise est faible. La relation de Beer-Lambert décrit que, à une longueur d’onde λ donnée, l’absorbance d’une solution est proportionnelle à la concentration des espèces de la solution, et à la longueur du trajet optique (distance sur laquelle la lumière traverse la solution). Ainsi, pour une solution limpide contenant une seule espèce absorbante : CC/ Mme Moulahoum A ANuP A Tech LAB 2016/2017 Mme Zerrouk F ANuP B  est l’absorbance ou la densité optique de la solution pour une longueur d'onde λ ;  (en mol. l-1) est la concentration de l’espèce absorbante ;  (en cm) est la longueur du trajet optique ;  (en mol-1.L.cm-1) est le coefficient d’extinction molaire de l’espèce absorbante en solution. Il rend compte de la capacité de cette espèce à absorber la lumière, à la longueur d’onde . Les conditions d’application de cette technique : Les limites de validité d’application de la loi de Beert Lambert sont :  Le domaine de mesure idéal est pour les valeurs de T situées entre 20 et 60 % ;  Il faut un faisceau de lumière monochromatique.  Eviter les phénomènes de réflexion et de diffraction de la lumière car peuvent fausser la mesure.  Les phénomènes de fluorescence ainsi que d'autres particularités chimiques liées aux espèces absorbantes peuvent interférer.  La concentration de la solution (une solution doit être diluée) Plus la densité du soluté est importante, plus le faisceau de lumière incident sera réfracté avec une valeur donnée. Ainsi, la réfraction réduit l'intensité de la lumière transmise et l'instrument indique faussement une absorbance diminuée ou élevée. Généralement, ce phénomène peut être évité en travaillant avec des concentrations inférieures à 0,01 mol.l-1. Terminologie en spectrophotométrie UV-Visible :  Groupement Auxochrome : groupement saturés lié à un chrome modifiant la longueur d’onde et l’intensité de l’absorption. Exp : OH, NH2, Cl…..  Effet bathochrome : déplacent les bandes vers les grandes longueurs d’ondes.  Effet hypsochrome : déplacent les bandes vers les petites longueurs d’ondes.  Effet hyperchrome : augmentation de l’intensité d’absorption, il permet de détecter la longueur d’onde permettant le maximum d’absorption du soluté et donc un moyen de l’identifier  Effet hypochrome : diminution de l’intensité d’absorption Ces effets sont illustrés sur la figure suivante : Dosages (= applications de la loi de Beer-Lambert) : Deux cas sont possibles : DO = CC/ Mme Moulahoum A ANuP A Tech LAB 2016/2017 Mme Zerrouk F ANuP B 1/- La substance à doser possède un pic d'absorption caractéristique dans le visible (substance colorée) ou dans l'UV (substance incolore) ; on fait alors un dosage direct. 2/- La substance à doser ne possède pas de pic d'absorption caractéristique; il faut alors effectuer une réaction colorée; on fait alors un dosage indirect. Substance incolore + réactifs de coloration produit coloré Les conditions d'une bonne méthode de dosage sont les suivantes : -Spécificité : la réaction colorée doit être spécifique de la substance à doser (qui doit être seule à réagir avec les réactifs de coloration) -Solubilité : le produit coloré obtenu doit être soluble; la solution doit être limpide pour permettre une lecture en spectrophotométrie d'absorption. -Stabilité : la coloration doit être stable pendant un certain temps, pour permettre d'effectuer les lectures sans que la coloration n'évolue; généralement il faut une certaine durée de développement de la coloration pour qu'elle soit stable. - Proportionnalité : l'intensité de la coloration obtenue (son absorbance) doit être proportionnelle à la quantité de substance à doser présente; cela nécessite de mettre les réactifs de coloration en excès (pour que la réaction colorée soit totale), et éventuellement de diluer la solution à doser (pour être dans les conditions de validité de la loi de Beer-Lambert). -sensibilité : la réaction colorée doit être sensible, pour permettre de doser des solutions de faibles concentrations. Méthode directe • elle consiste à mesurer A et à calculer C. • elle nécessite de connaître le ε de la substance à doser à la longueur d'onde choisie, et de bien caler le monochromateur, car ε varie avec λ. Méthodes indirectes : elles ne nécessitent pas de connaître ε a/- Méthode par comparaison avec un étalon unique: - elle consiste à mesurer dans les mêmes conditions l'absorbance Asol de la solution à doser et l'absorbance Aetalon d'une solution "étalon" ou "standard» de concentration connue Cétalon, puis à calculer la concentration de la solution à doser Csolution - elle suppose mais ne vérifie pas la linéarité. b/- Méthode avec une gamme d'étalonnage : Elle consiste à préparer une gamme de dilutions d'une solution étalon "mère" connue, à mesurer l'absorbance de chacune de ces solutions étalons "filles", puis à tracer la courbe d'étalonnage A = f(c). L'absorbance de la solution à doser est mesurée dans les mêmes conditions, puis reportée sur la courbe d'étalonnage; on fait ainsi une détermination graphique de la concentration de la solution à doser (la gamme doit encadrer la valeur probable de la solution à doser); CC/ Mme Moulahoum A ANuP A Tech LAB 2016/2017 Mme Zerrouk F ANuP B Elle permet de vérifier la linéarité, et tient compte des éventuelles erreurs de manipulation (tracé d'une droite statistique). Technique expérimentale : a/- appareillage *** Un spectrophotomètre double faisceau UV-Visible, il est composé de : - Une source : de lumière permettant de fournir les radiations lumineuse - Un monochromateur : a pour rôle de disperser le rayonnement polychromatique de la lumière et d’obtenir un faisceau monochromatique - Un diviseur de faisceau ou photomètre et un détecteur *** la cuve de lecture Elle peut être en verre, en plastique ou encore en quartz elle fait 1 cm de trajet optique Le verre est utilisé pour des lecture dans le visible uniquement alors que le quartz est utilisé dans l’UV- Visible b/- Echantillon : Les composées peuvent être dans divers états physiques (gazeux, liquide, solide….) mais les spectres sont généralement enregistrés à partir de solutions diluées. c/-Solvants : Ils doivent être choisit de telle sorte à dissoudre le soluté à analyser et être transparent (aucune capacité d’absorption) Application de la spectrophotomètre UV-Visible C’est une technique quantitative et au même temps elle est qualitative : *** Etude qualitative : Le spectre UV-Visible ne peut identifier mais elle peut identifier celle du groupement chromophore qu’il contient. *** Etude quantitative: Cette analyse (UV-Visible) est très souvent utilisée grâce à la loi de Beert Lambert, et ces mesures ont des applications dans plusieurs domaines : ** En laboratoire :  Suivit de la cinétique d’une réaction  Mesures des constantes de dissociation d’acides et bases ou autres constantes  Détermination de la composition d’un mélange (benzène dans le cyclohexane) ** Police scientifique ** Expertise judiciaire ** Environnement : métaux lourds, ozone dans l’air, phénols dans l’eau, matière organiques, matières en suspension, nitrates de l’eau. ** Mesure des couleurs ** En agroalimentaire ** Pharmacie : dosage du fer dans un médicament ** Parfums et cosmétiques, les crèmes solaires ** un large domaine d’application. (Chimie générale organique, chimie minérale, organique, biochimique) ** grande sensibilité (limite de détection de 105M uploads/Finance/ cours-spectrophotometrie-2018-a-tirer.pdf