Fiche de révision : Grandeurs molaires et spectrophotométrie

📋 Plan du Cours

1. Mole et masse molaire
2. Volume molaire des espèces
3. Quantité de matière et concentration
4. Absorbance et spectre lumineux
5. Loi de Beer-Lambert et dosage

📖 1. Mole et masse molaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : La masse d’une mole d’atomes de cette entité.
• Masse molaire : La masse d’une mole d’entités de cette espèce.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse molaire est reliée à la masse d’une entité par $M=m_{\text{entités}}\times N_A$.

• La constante d’Avogadro vaut $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$.

Compléments

• La masse molaire atomique de l’hydrogène est M(H) = 1,0 g·mol⁻¹, ce qui signifie qu’une mole d’hydrogène, soit 6,02·10²³ atomes, pèse 1,0 g.

📖 2. Volume molaire des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Le volume occupé par une mole de cette espèce.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le volume d’une espèce est relié à sa quantité de matière et à son volume molaire par $V=n\times V_m$.

• Le volume molaire dépend de la pression et de la température.

Compléments

• Le volume molaire, noté Vₘ, s’exprime en L·mol⁻¹.

📖 3. Quantité de matière et concentration

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : La quantité de matière de cette espèce présente dans un litre de solution.

📝 Points essentiels

📐 Formule - La quantité de matière d’un élément chimique se calcule par $n=\frac{m}{M}$.

📐 Formule - Pour un gaz à pression et température données, la quantité de matière se calcule par $n=\frac{V}{V_m}$.

📐 Formule - La concentration molaire vérifie $c=\frac{n}{V}$, avec c en mol·L⁻¹, n en mol et V en L.

📖 4. Absorbance et spectre lumineux

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Une grandeur sans unité qui caractérise l’aptitude des espèces présentes à absorber une radiation lumineuse de longueur d’onde donnée.
• Spectre d’absorption : Le tracé de l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde.

★ À maîtriser

📌 Lorsqu’une espèce chimique n’absorbe que dans un seul domaine de longueurs d’onde du visible, sa couleur est complémentaire de celle des radiations absorbées.

• La couleur d’une solution résulte de la superposition des radiations non absorbées de la lumière blanche.

Compléments

• L’absorbance se mesure avec un spectrophotomètre.

💡 Astuce mémo

Les radiations absorbées s’opposent aux radiations non absorbées qui composent la couleur observée.

📖 5. Loi de Beer-Lambert et dosage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage : Une méthode de détermination de la concentration d’une espèce en solution.

★ À maîtriser

📐 Formule - La loi de Beer-Lambert s’écrit $A=kc$.

📌 La loi de Beer-Lambert indique qu’à une longueur d’onde donnée, l’absorbance A d’une espèce en solution est proportionnelle à sa concentration c.

• Un dosage spectrophotométrique permet de déterminer une concentration inconnue à partir de l’absorbance mesurée et de solutions étalons de concentrations connues.

Compléments

• Le coefficient d’extinction molaire ε s’exprime en L·mol⁻¹·cm⁻¹ et la largeur l de la cuve en cm.

💡 Astuce mémo

Concentration accrue → absorbance accrue à longueur d’onde donnée.