Fiche de révision : Dosages spectrophotométriques

📋 Plan du Cours

1. Concentrations des solutions
2. Préparation par dissolution
3. Dilution et facteur de dilution
4. Couleur et absorbance
5. Spectre et loi de Beer-Lambert
6. Dosage par étalonnage

📖 1. Concentrations des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration en masse : masse de soluté dissous par litre de solution, notée cm et exprimée en g.L–1
• Concentration en quantité de matière : quantité de matière dissous par litre de solution, notée c et exprimée en mol.L–1

📝 Points essentiels

📐 Formule - La concentration en masse vérifie $c_m=\frac{m}{V}$, avec m en grammes et V en litres.

📐 Formule - Les concentrations sont liées par la relation $c_m=c\times M$, où M est la masse molaire du soluté en g.mol–1.

💡 Astuce mémo

Masse par litre : cm ; quantité de matière par litre : c

📖 2. Préparation par dissolution

★ À maîtriser

• La préparation par dissolution consiste à peser le solide, l’introduire dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau distillée aux trois quarts, agiter pour le dissoudre, puis compléter jusqu’au trait de jauge et homogénéiser.

Compléments

• Une solution préparée par dissolution est réalisée dans une fiole jaugée afin d’obtenir précisément le volume final souhaité.

💡 Astuce mémo

Peser, transférer, dissoudre, jauger

📖 3. Dilution et facteur de dilution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : ajouter du solvant pour obtenir une solution fille moins concentrée

★ À maîtriser

• La dilution consiste à prélever un volume de solution mère avec une pipette jaugée, le transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau distillée aux trois quarts, puis compléter jusqu’au trait de jauge et homogénéiser.

📐 Formule - La conservation du soluté lors d’une dilution donne $c_{m,\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=c_{m,\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}$ et $c_{\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=c_{\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}$.

Compléments

📐 Formule - Le facteur de dilution vérifie $F=\frac{c_{m0}}{c_{m1}}=\frac{c_0}{c_1}=\frac{V_1}{V_0}$ ; il est sans unité et toujours supérieur à 1.

💡 Astuce mémo

Ajout de solvant → concentration diminuée, soluté conservé

📖 4. Couleur et absorbance

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : mesure la capacité d’un milieu à absorber une radiation de longueur d’onde donnée ; elle est positive, sans unité et mesurée avec un spectrophotomètre

★ À maîtriser

📌 Une solution colorée absorbe certaines radiations et en transmet d’autres ; la couleur observée est complémentaire de la couleur des radiations principalement absorbées.

Compléments

• Une solution magenta de permanganate de potassium transmet les radiations magenta, bleue et rouge, et absorbe les radiations vertes complémentaires.

• L’absorbance dépend principalement de la nature de la solution, de sa concentration et de la longueur d’onde de la lumière traversante.

💡 Astuce mémo

Couleur transmise ≠ couleur absorbée : elles sont complémentaires

📖 5. Spectre et loi de Beer-Lambert

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre d’absorption : représente l’absorbance A d’une solution en fonction de la longueur d’onde λ, mesurée dans le visible entre 400 nm et 800 nm

★ À maîtriser

• La longueur d’onde λmax est celle pour laquelle l’absorbance atteint son maximum et correspond à la couleur principalement absorbée.

📐 Formule - À une longueur d’onde donnée, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A=k\times c$, donc l’absorbance est proportionnelle à la concentration si la solution n’est pas trop concentrée.

Compléments

📐 Formule - La loi de Beer-Lambert peut aussi s’écrire $A=\varepsilon\ell c$, où ℓ est la longueur de la cuve en cm et ε le coefficient d’extinction molaire en L.mol–1.cm–1.

💡 Astuce mémo

Concentration croissante → absorbance croissante

📖 6. Dosage par étalonnage

★ À maîtriser

• Un dosage spectrophotométrique par étalonnage permet de déterminer la concentration inconnue d’une espèce à partir de solutions étalons de concentrations connues.

• La droite d’étalonnage A=f(c) passe par l’origine lorsque la loi de Beer-Lambert est vérifiée.

📐 Formule - Si M est un point de la droite d’étalonnage de coordonnées (cM, AM), son coefficient directeur vaut $k=\frac{A_M}{c_M}$ et la concentration inconnue vaut $c_0=\frac{A_0}{k}$.

Compléments

• Pour cM=1,8 × 10–6 mol.L–1 et AM=0,3, on obtient k=1,7 × 105 L.mol–1 ; une absorbance A0=0,22 donne c0=1,3 × 10–6 mol.L–1.

💡 Astuce mémo

λmax, étalons, droite, mesure, concentration

📊 Tableaux de synthèse

Concentrations et relations