Fiche de révision : Dosage spectrophotométrique

📋 Plan du Cours

1. Spectre et absorbance
2. Couleur et longueur d’onde
3. Loi de Beer-Lambert
4. Dosage par étalonnage
5. Dosage du bleu brillant
6. Limites de linéarité

📖 1. Spectre et absorbance

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : L’absorbance A est une grandeur sans unité qui mesure l’absorption de la lumière par comparaison entre l’intensité incidente I₀ et l’intensité transmise I.
• Spectre d’absorption : Un spectre d’absorption est le graphique représentant l’absorbance A d’une solution en fonction de la longueur d’onde λ.
• Blanc : Le blanc consiste à mesurer l’absorption du solvant afin de déterminer ensuite l’absorption due principalement à l’espèce colorée.

💡 Astuce mémo

Lumière absorbée ≠ couleur observée : la solution apparaît par sa couleur complémentaire.

📖 2. Couleur et longueur d’onde

🔑 Notions clés & Définitions

• Longueur d’onde maximale : La longueur d’onde d’absorption maximale λmax est la longueur d’onde pour laquelle l’absorbance de la solution est maximale et qui caractérise l’espèce chimique en solution.

📝 Points essentiels

📌 Pour doser une espèce colorée, on choisit comme longueur d’onde d’étude sa longueur d’onde d’absorption maximale λmax.

📌 La couleur d’une solution est la couleur complémentaire des radiations qu’elle absorbe, déterminée à l’aide de couleurs opposées sur le cercle chromatique.

💡 Astuce mémo

Absorption d’une radiation → apparition de sa couleur complémentaire.

📖 3. Loi de Beer-Lambert

📝 Points essentiels

📐 Formule - Selon la loi de Beer-Lambert, l’absorbance est donnée par $A=\varepsilon\times l\times C$, où ε est le coefficient d’absorption molaire, l la longueur traversée en cm et C la concentration en mol·L⁻¹.

📐 Formule - La loi de Beer-Lambert peut aussi s’écrire $A=k\times C$, avec $k=\varepsilon\times l$.

📖 4. Dosage par étalonnage

★ À maîtriser

• Le dosage par étalonnage consiste à préparer des solutions étalons, choisir λmax, mesurer leurs absorbances, tracer A=f(C), mesurer l’absorbance inconnue puis lire sa concentration sur la droite d’étalonnage.

📌 La loi de Beer-Lambert est vérifiée et utilisable lorsque la courbe d’étalonnage A=f(C) est une droite passant par l’origine.

Compléments

📌 Les mesures des solutions étalons doivent être réalisées avec le même spectrophotomètre et la même cuve.

💡 Astuce mémo

Étalons → λmax → droite → concentration inconnue.

📖 5. Dosage du bleu brillant

★ À maîtriser

• Le bleu brillant est le colorant responsable de la couleur bleue de la boisson énergétique Powerade et sa formule brute est C₃₇H₃₄N₂Na₂O₅S₃.

• Le spectre du bleu brillant donne une longueur d’onde d’absorption maximale de λmax=623,8 nm.

• Pour une absorbance du Powerade de 0,21, la lecture graphique donne une concentration en bleu brillant d’environ 1,19×10⁻⁵ mol·L⁻¹.

📌 La concentration maximale autorisée en bleu brillant dans l’Union européenne est de 100 mg·L⁻¹.

• La concentration calculée dans le Powerade est de 9,428 mg·L⁻¹, donc elle respecte la norme européenne de 100 mg·L⁻¹.

Compléments

• Les concentrations des solutions étalons sont :

  • 0 mol·L⁻¹
  • 4,0×10⁻⁶ mol·L⁻¹
  • 6,0×10⁻⁶ mol·L⁻¹
  • 8,0×10⁻⁶ mol·L⁻¹
  • 1,0×10⁻⁵ mol·L⁻¹

• Pour ces solutions étalons, les absorbances mesurées sont respectivement 0, 0,201, 0,2889, 0,3894 et 0,4428.

💡 Astuce mémo

Préparer, mesurer, tracer, lire, comparer à la norme.

📖 6. Limites de linéarité

★ À maîtriser

📌 La loi de Beer-Lambert n’est pas toujours vérifiée : à concentration suffisamment faible, l’absorbance est proportionnelle à la concentration, mais à concentration trop élevée cette proportionnalité disparaît.

Compléments

• Les concentrations de la gamme étalon de diiode sont :

  • 0 mol·L⁻¹
  • 2,00×10⁻⁴ mol·L⁻¹
  • 4,00×10⁻⁴ mol·L⁻¹
  • 8,00×10⁻⁴ mol·L⁻¹
  • 1,00×10⁻³ mol·L⁻¹
  • 2,00×10⁻³ mol·L⁻¹
  • 3,00×10⁻³ mol·L⁻¹
  • 4,00×10⁻³ mol·L⁻¹

• Pour le diiode, la longueur d’onde d’étude fixée pour la gamme est 450 nm, en cohérence avec l’étude de sa couleur complémentaire.

💡 Astuce mémo

Faible concentration : proportionnalité ; concentration élevée : saturation de la relation.

📊 Tableaux de synthèse

Grandeurs du dosage spectrophotométrique