Fiche de révision : Colorimétrie et loi de Beer-Lambert

📋 Plan du Cours

1. Radiations visibles et couleur
2. Absorbance et spectre d’absorption
3. Loi de Beer-Lambert
4. Dosage colorimétrique par étalonnage
5. Conditions et protocole expérimental

📖 1. Radiations visibles et couleur

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière blanche : Formée de l’ensemble des radiations du domaine visible.

★ À maîtriser

• Les radiations visibles ont des longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 800 nm.

Compléments

• Dans le domaine visible, les radiations correspondent notamment au violet, au bleu, au vert, au jaune, à l’orange et au rouge lorsque la longueur d’onde augmente.

💡 Astuce mémo

Radiations absorbées ≠ radiations transmises : les premières donnent la couleur complémentaire, les secondes donnent la couleur observée.

📖 2. Absorbance et spectre d’absorption

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Une grandeur sans unité qui traduit la proportion de lumière absorbée par une solution colorée et se mesure avec un spectrophotomètre.
• Spectre d’absorption : Le graphe $A=f(\lambda)$ qui donne l’évolution de l’absorbance avec la longueur d’onde.

★ À maîtriser

📌 Plus une solution absorbe une lumière monochromatique, plus l’intensité de la lumière transmise est faible et plus son absorbance est élevée.

• Le spectre d’absorption d’une solution colorée présente un ou plusieurs pics caractérisés par leur forme, leur nombre, leur longueur d’onde maximale λmax et leur largeur.

• Le bleu de méthylène absorbe au maximum à λmax = 650 nm, dans le domaine rouge-orange, et la solution apparaît bleue, couleur complémentaire de la lumière absorbée.

Compléments

• L’absorbance d’une solution incolore est nulle.

💡 Astuce mémo

Absorption accrue → intensité transmise diminuée → absorbance augmentée.

📖 3. Loi de Beer-Lambert

🔑 Notions clés & Définitions

• Coefficient d’absorption molaire : Traduit l’aptitude de l’espèce chimique colorée à absorber les radiations.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour une solution suffisamment diluée, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A=\varepsilon\times\ell\times C$, avec C en mol·L⁻¹, ℓ en cm et ε en L·mol⁻¹·cm⁻¹.

📌 À longueur d’onde et épaisseur de cuve fixées, l’absorbance est proportionnelle à la concentration de l’espèce colorée lorsque la solution est suffisamment diluée.

📐 Formule — Dans les mêmes conditions de mesure, la proportionnalité entre l’absorbance et la concentration s’écrit $A=k\times C$.

💡 Astuce mémo

Concentration, épaisseur, espèce colorée → absorbance.

📖 4. Dosage colorimétrique par étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Échelle de teinte : Une gamme de solutions étalons contenant la même espèce chimique colorée à des concentrations différentes.

★ À maîtriser

• Le dosage par étalonnage consiste à mesurer les absorbances des solutions étalons, tracer la droite $A=f(C)$, mesurer l’absorbance de la solution inconnue puis déterminer sa concentration sur la droite.

📌 La concentration dosée doit être assez faible pour que la loi de Beer-Lambert soit vérifiée et que l’absorbance ne dépasse pas la saturation de l’instrument.

Compléments

📌 La concentration ne doit pas être trop faible afin que l’incertitude sur l’absorbance reste suffisamment petite par rapport à la valeur mesurée.

💡 Astuce mémo

Étalons → absorbances → droite d’étalonnage → concentration inconnue.

📖 5. Conditions et protocole expérimental

★ À maîtriser

📌 La longueur d’onde choisie pour le colorimètre doit être proche de la longueur d’onde du maximum d’absorption de l’espèce chimique afin de mesurer précisément l’absorbance.

• 🔄 La préparation du spectrophotomètre comprend:
  1. Tenir la cuve par sa face striée
  2. Orienter la cuve pour que la lumière passe par les faces non striées
  3. Sélectionner une longueur d’onde proche de λmax
  4. Réaliser le blanc avec une cuve remplie de solvant

📌 Si la solution à doser est diluée, il faut tenir compte du facteur de dilution dans le calcul de sa concentration initiale.

Compléments

📌 La réalisation du blanc règle le zéro de l’appareil afin de supprimer l’effet de la cuve et du solvant sur l’absorbance.