Fiche de révision : Méthodes physiques d’analyse

📋 Plan du Cours

1. Dosages par étalonnage
2. Dosage spectrophotométrique
3. Dosage conductimétrique
4. Principe de la spectroscopie
5. Spectroscopie UV-visible

📖 1. Dosages par étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage par étalonnage : Détermine, de manière non destructive, la concentration d’une espèce chimique en comparant une grandeur physique mesurée pour l’échantillon à celle de solutions étalons de concentrations connues.

📝 Points essentiels

📌 Lorsque les solutions ne sont pas trop concentrées, la grandeur physique mesurée et la concentration de l’espèce dosée sont fréquemment proportionnelles.

💡 Astuce mémo

Grandeur physique mesurée → concentration déterminée sans destruction de l’échantillon

📖 2. Dosage spectrophotométrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : La grandeur mesurée par photométrie lorsqu’un échantillon de solution est traversé par un faisceau lumineux de longueur d’onde λ.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une solution suffisamment diluée, avec $A_\lambda < 1{,}2$, la loi de Beer-Lambert donne $A_\lambda = \varepsilon_\lambda l c$.

Compléments

📌 Une solution colorée absorbe les radiations colorées correspondant à sa couleur complémentaire de longueur d’onde λ.

• Dans la loi de Beer-Lambert, Aλ est sans unité, ελ s’exprime en L⋅mol⁻¹⋅cm⁻¹, l en cm et c en mol⋅L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Solution plus concentrée → teinte plus intense et absorbance plus élevée

📖 3. Dosage conductimétrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Conductivité électrique : La capacité d’une solution ionique à conduire le courant électrique.

★ À maîtriser

• La conductivité d’une solution ionique dépend de la concentration et de la nature des différents ions présents.

📐 Formule — Dans une solution aqueuse de chlorure de sodium, la conductivité totale vérifie $\sigma = \sigma(\mathrm{Na^+}) + \sigma(\mathrm{Cl^-})$.

📐 Formule — À température donnée, la loi de Kohlrausch relie la conductivité d’une solution diluée aux conductivités molaires ioniques et aux concentrations des ions selon $\sigma = \sum_i \lambda_{X_i}[X_i]$.

Compléments

• La conductivité d’une solution est mesurée avec une cellule conductimétrique reliée à un conductimètre.

📌 Pour un dosage par étalonnage conductimétrique avec un seul soluté, les concentrations en soluté doivent rester inférieures à 10⁻² mol⋅L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Ions présents → conductivité de chaque ion → conductivité totale

📖 4. Principe de la spectroscopie

🔑 Notions clés & Définitions

• Analyse spectroscopique : Balaie les longueurs d’onde d’une portion du spectre électromagnétique et enregistre l’intensité transmise ou absorbée en fonction de la longueur d’onde.

📝 Points essentiels

📌 Les longueurs d’onde absorbées par une espèce chimique sont liées à la structure microscopique de l’entité étudiée.

💡 Astuce mémo

Structure microscopique → longueurs d’onde absorbées → identification de l’espèce

📖 5. Spectroscopie UV-visible

★ À maîtriser

• La spectroscopie UV-visible étudie les longueurs d’onde comprises entre 200 nm et 800 nm et peut être réalisée avec un spectrophotomètre.

📌 Une espèce chimique peut être identifiée grâce à la longueur d’onde correspondant à l’absorbance maximale de son spectre UV-visible ou par comparaison avec une banque de spectres.

Compléments

• Les molécules présentant des doubles liaisons C=C conjuguées absorbent dans l’ultraviolet et le visible.

• L’étude de l’absorbance UV-visible permet de déduire la présence plus ou moins prononcée de doubles liaisons C=C conjuguées dans une espèce chimique.

💡 Astuce mémo

Dosage : une longueur d’onde ; spectroscopie : tout le spectre

📊 Tableaux de synthèse

Dosages par étalonnage