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République Algérienne démocratique et populaire Ministre de l’enseignement supé

République Algérienne démocratique et populaire Ministre de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université de Badji Mokhtar- Annaba Faculté des Sciences de l’ingéniorat Département Génie des Procédées Licence en Génie des Procédées Mini projet: Présenter par : Derres bochra Farrah nadia Farhi rahma Groupe : Gp 01b Enseignant : Dr. A. Abidi Année universitaire 2019/2020 Travaux pratiques de technique d’analyse « rôle de l’interaction lumière-matière en analyse chimique» Introduction : Dans le vide, le rayonnement électrique, quelle que soit sa fréquence (ou sa longueur d’onde), se propage à vitesse constante. Mais , lorsqu’il doit traverser un milieu matériel, il subit des interactions de diverses natures qui entrainent des modification à sa propagation telles que : Atténuation en fonction de la distance traversée : ABSORPTION ; Modification de sa répartition spatiale : diffusion ; réfraction, polarisation ; dispersion ; fluorescence ; et autres effets secondaires. Le réfractomètre : On appelle réfraction le changement de direction que subit un rayon lumineux en passant d’un milieu optique donné à un autre. Ce changement est dû à une modification de la vitesse de propagation à partir du point, appelé point d’incidence, où le rayon lumineux incident frappe l’interface. Par analogie, on peut apparenter le phénomène de réfraction à la chute d’un nageur dans de l’eau suite à un plongeon. En effet, lors de sa rencontre avec le plan d’eau, sa vitesse diminue brusquement. L’indice n d’un milieu caractérise la vitesse de propagation de la lumière dans ce milieu. Plus précisément, pour une onde monochromatique, de longueur d’onde λ à température et pression fixées l’indice n d’un milieu est défini par le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide, notée c et celle mesurée dans ce milieu, notée v : n = c / v. Pour la lumière visible et les milieux transparents, n est un réel supérieur à 1 et décroît avec un accroissement de la température ou lorsque la longueur d’onde augmente selon la formule empirique approchée de Cauchy : n(λ) = A + B / λ² où A et B sont des constantes positives, spécifiques du milieu. Il s’agit en fait des premiers termes du développement limité de n en puissances paires de λ. Principe théorique du réfractomètre Les réfractomètres les plus largement répandus d’Abbe et de Pulfrich mesurent l’angle de réfraction i2 d’un rayon lumineux qui est relié à l’angle d’incidence i1 selon les lois de Snell- Descartes. Le dioptre considéré ici est l’interface formée par la substance S dont on veut déterminer son indice de réfraction nS et le prisme P qui a un indice de réfraction élevé nP (voir figure 2). D’après les lois de Snell - Descartes, l’indice de réfraction de la substance est défini ainsi : nS = nP*(sin(i2) / sin(i1)) Cependant le problème d’obtenir exactement i2 et i1 s’avère considérablement simplifié en prenant un angle d’incidence égal à 90° (incidence rasante), puisque l’indice de réfraction de la substance S est plus faible que celui du prisme. En effet, d’après le paragraphe I.4, nous avons mentionné que lorsque la lumière passe d’un milieu plus réfringent (indice le plus élevé) à un autre moins réfringent, l’angle d’incidence limite est celui qui correspond à un angle de réfraction de 90°. Selon le principe du retour inverse de la lumière, il va de soi que lorsque l’on passe d’un milieu moins réfringent, comme c’est le cas ici ( nS indice le plus faible) à un autre plus réfringent, l’angle de réfraction limite noté i2 Lim ou parfois appelé l’angle de réfraction critique noté i2c est celui issu d’un angle d’incidence de 90°. Sous une incidence rasante (figure 2), il y a donc un rayon réfracté limite tel que i2 Lim = arcsin (nS/nP) qui s’avère particulièrement facile à observer, car plus aucun rayon n’est réfracté dans le prisme P pour des angles plus grands que i2 Lim. Montage : matériels réactifs Réfractomètre Solution H2O/C2H5OH Papier filtre acétone Description de l’appareil : l’appareil est constitué : - D’un prisme mobile (prisme d’éclairage) ; - D’un prisme fixe (prisme de référence) ; - De deux oculaires, l’un permet de pointer la limite de séparation des deux plages éclairée et obscure, l’autre permet la lecture de l’échelle des indices (ils sont munis d’un système de lentilles dans le réglage permet une vision nette pour chaque utilisateur) ; - • d’un dispositif d’éclairage de l’échelle des indices (petit volet circulaire muni d’un miroir) ; - D’un bouton moleté permettant d’amener la limite de séparation dans le réticulé de l’oculaire placé le plus bas ; - D’un bouton moleté qui fait tourner le prisme compensateur permettant de supprimer les colorations que pourrait présenter la limite de séparation des zones claire et obscure ; - D’un thermomètre pour repérer la température lors de la mesure de l’indice. Mode opératoire : 1. Réglages préliminaires : Diriger l’appareil vers la lumière. Ouvrir et orienter convenablement le volet d’éclairage de l’échelle des indices. Régler le tirage des oculaires pour avoir une vision nette du réticule et de l’échelle de lecture. Repérer la température à l’aide du thermomètre. Relever le prisme mobile d’éclairage et nettoyer soigneusement les deux faces de verre apparentes (papier joseph imprégné d’alcool). 2. Mise en place de la substance : Déposer le liquide en quantité suffisante à l’aide d’une pipette (si possible en « matière plastique ») sur la face horizontale du prisme de référence (de préférence sur la moitié entre les deux traits de repère). Eviter tout contact entre la pipette (si celle-ci est en verre) et le prisme pour ne pas rayer ce dernier. Rabattre doucement le prisme mobile. 3. Mesure de l’indice de réfraction : Dans un premier temps, on effectue ces différentes opérations en regardant dans l’oculaire O (celui du bas) :  En agissant sur le bouton moleté de droite, amener dans le champ de vision la limite de séparation des deux zones claire et obscure. Cette ligne de séparation est plus ou moins nette : Des irisations sont observées lorsque l’on travaille en lumière non monochromatique ;  En agissant sur le bouton moleté de gauche qui commande la rotation du système compensateur (série de prismes compensateurs), obtenir un maximum de contraste entre les deux plages et une ligne de séparation aussi nette que possible, par suppression des irisations. Ce réglage n’est pas à effectuer en lumière monochromatique.  Enfin, ajuster cette ligne de séparation à l’intersection du réticule, en agissant à nouveau sur le bouton moleté de droite. 4. Nettoyage de l’appareil : Une fois la mesure effectuée, soulever le prisme mobile et essuyer une première fois, délicatement, les deux prismes avec du papier propre très doux (papier Joseph) ou du coton hydrophile propre imbibé d’alcool ou d’éther de pétrole selon la nature de l’échantillon, puis sécher avec un papier propre très doux et sec. Une fois ceci effectué, rabattre doucement le prisme P’ mobile. Il peut même être souhaitable d’interposer un morceau de papier Joseph sec entre les deux faces. Réponses : (acétone) 100 80 60 40 20 0 nd i 1.37 1.3655 1.3598 1.3534 1.3423 1.3332 2. le graphe :la courbe d’éthannolage est représenter n=f( ) 0 20 40 60 80 100 120 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 n Linear (n) ( ) n Le graphe est linaire y=ax+b 2. Déduire la relation n=A ( ) + B A=tg a= (1.3655-1.3423)/(80-20)= B=1.3293 n=3.86.10-4( ) + 1.3293 3. la composition de la solution inconnue : n1=1.3539 ( )=(n1-1.3293)/3.86.10-4 = 63.73 n2=1.3627 ( )= (n2-1.3293)/3.86.10-4 = 86.52 N3=1.3607 ( )= (n3 -1.3293)/3.86.10-4 = 81.34 Conclusion : Notre travail nous permet de sortir avec la conclusion suivante :  L’indice de réfraction d’un milieu liquide est lié à la vitesse de la lumière dans ce milieu.  La réfraction molaire est une propriété intimement reliée aux atomes constitutifs du composé liquide.  Le pouvoir rotatoire est lié à la présence de sites atomiques dissymétriques au sein des molécules.  L’absorption de la lumière par la milieu liquide est étroitement relié à la présence de groupes chromophores présentes au sein des molécules.  Le courbe d’éthannolage nous permet de trouver l’indice de réfraction d’un échantillon inconnue à partir d’un échantillon connue.  Cette technique d’analyse est parmi les techniques les plus utilisés dans ce domaine. uploads/Finance/ tp-role-de-l-x27-interaction-lumiere-matiere.pdf