Fiche de révision : Lois de conductivité et spectrophotométrie

📋 Plan du Cours

1. Compétences et domaines de validité
2. Conductivité des solutions ioniques
3. Loi de Beer-Lambert
4. Dosage spectrophotométrique du diiode

📖 1. Compétences et domaines de validité

📝 Points essentiels

📌 L’exploitation de la loi de Beer-Lambert et de la loi de Kohlrausch exige de citer le domaine de validité de chacune de ces relations.

• L’identification spectroscopique consiste à exploiter des données tabulées d’un spectre d’absorption infrarouge ou UV-visible pour identifier un groupe caractéristique ou une espèce chimique.

📌 La loi de Beer-Lambert permet de déterminer une concentration ou une quantité de matière à partir d’une absorbance, tandis que la loi de Kohlrausch permet d’exploiter une conductivité pour déterminer une concentration ou une quantité de matière.

💡 Astuce mémo

Beer-Lambert mesure l’absorption, Kohlrausch mesure la conductivité

📖 2. Conductivité des solutions ioniques

★ À maîtriser

• Les exercices de conductivité demandent de calculer la conductivité ou la concentration à partir des ions présents, de leurs conductivités molaires ioniques et d’une concentration ou conductivité mesurée.

Compléments

• À 25 °C, les conductivités molaires ioniques sont λ(Na+) = 5,01 mS·m²·mol⁻¹, λ(Cl−) = 7,63 mS·m²·mol⁻¹, λ(K+) = 7,35 mS·m²·mol⁻¹, λ(H3O+) = 34,97 mS·m²·mol⁻¹, λ(HO−) = 19,8 mS·m²·mol⁻¹, λ(Pb2+) = 19,8 mS·m²·mol⁻¹, λ(Co2+) = 11,0 mS·m²·mol⁻¹ et λ(PO4^3−) = 27,83 mS·m²·mol⁻¹.

• Pour une eau salée contenant Na+ et Cl− avec [Na+] = 0,010 mol·L⁻¹, il faut calculer la conductivité de la solution.

• Pour une solution de chlorure de potassium contenant K+ et Cl−, il faut déterminer la concentration lorsque la conductivité vaut 1,20 × 10⁻¹ S·m⁻¹ ou 5,20 mS·cm⁻¹.

• Les exercices demandent aussi de calculer la conductivité de l’eau distillée à 25 °C et celle d’une solution de chlorure de cuivre contenant Cu2+ et 2 Cl− à [Cu2+] = 0,010 mol·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Les ions en solution → une conductivité mesurable

📖 3. Loi de Beer-Lambert

★ À maîtriser

📌 La concentration utilisée dans la loi de Beer-Lambert doit respecter le domaine de validité de cette loi, qui doit être cité dans l’exercice.

• Pour une solution de KMnO4 placée dans une cuve de largeur l = 1,0 cm et présentant une absorbance A = 0,050, il faut déterminer sa concentration avec la loi de Beer-Lambert.

Compléments

• Le coefficient d’extinction molaire du permanganate de potassium KMnO4 à 525 nm vaut ε = 2,3 × 10³ L·mol⁻¹·cm⁻¹.

📖 4. Dosage spectrophotométrique du diiode

★ À maîtriser

• 🔄 Le dosage spectrophotométrique du diiode suit les étapes suivantes:

  1. Choisir la longueur d’onde d’étude à partir du spectre
  2. Relier l’absorbance à la concentration avec des solutions étalons
  3. Tracer la courbe d’étalonnage
  4. Déterminer la concentration inconnue

• La concentration d’une solution de diiode dont l’absorbance vaut 0,506 à la longueur d’onde d’étude se détermine graphiquement à partir de la courbe d’étalonnage.

• Les solutions étalons de diiode sont étudiées dans des cuves de largeur l = 1,0 cm avec les concentrations 50, 250, 750 et 1000 µmol·L⁻¹ et les absorbances respectives 0,041, 0,220, 0,703 et 0,872.

Compléments

📌 La longueur d’onde d’étude du diiode doit être choisie en exploitant le spectre fourni et justifiée à partir de celui-ci.

• La couleur d’une solution de diiode doit être déterminée à l’aide du document du cours consacré aux spectres et aux couleurs.

💡 Astuce mémo

Spectre → longueur d’onde → étalonnage → concentration

📊 Tableaux de synthèse

Choix de la loi selon la mesure