Fiche de révision : Spectrophotométrie et solutions colorées

📋 Plan du Cours

1. Absorbance des solutions colorées
2. Dosage spectrophotométrique
3. Concentrations en solution
4. Couleur et lumière blanche
5. Étalonnage et loi de Beer-Lambert

📖 1. Absorbance des solutions colorées

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Grandeur caractérisant la capacité d’une solution colorée à absorber une partie des radiations de la lumière qu’elle traverse ; c’est une grandeur sans dimension mesurée avec un spectrophotomètre.

★ À maîtriser

📌 Plus une solution est colorée, plus la valeur de son absorbance est élevée.

Compléments

• Le ou les maximums d’absorbance sur la courbe correspondent à la ou aux bandes noires du spectre d’absorption de la solution.

💡 Astuce mémo

Solution plus colorée → absorbance plus élevée

📖 2. Dosage spectrophotométrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage : Doser consiste à déterminer la concentration d’un soluté dans une solution.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le dosage spectrophotométrique par étalonnage suit plusieurs étapes:
  1. Préparer des solutions étalons de concentrations connues
  2. Mesurer leurs absorbances
  3. Établir une courbe d’étalonnage
  4. Mesurer l’absorbance de la solution étudiée
  5. Déterminer sa concentration inconnue

💡 Astuce mémo

Étalons → courbe → inconnue

📖 3. Concentrations en solution

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Mélange homogène obtenu par dissolution d’un ou plusieurs solutés dans un solvant.

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration en masse est donnée par $C_m = \frac{m_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}$.

📐 Formule — La concentration en quantité de matière est donnée par $C = \frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}$.

Compléments

📐 Formule — La relation entre la concentration en masse et la concentration en quantité de matière est $C = \frac{C_m}{M}$.

📖 4. Couleur et lumière blanche

📝 Points essentiels

• Le spectre de la lumière blanche est continu et contient toutes les radiations visibles dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 nm, correspondant au violet, et 800 nm, correspondant au rouge.

📌 Une solution est incolore si elle n’absorbe aucune radiation visible, tandis qu’elle est colorée si elle absorbe certaines radiations visibles.

📌 La couleur d’une solution est la couleur complémentaire des radiations qu’elle absorbe et résulte de la synthèse additive des couleurs des radiations transmises.

💡 Astuce mémo

Radiations absorbées ≠ couleur observée

📖 5. Étalonnage et loi de Beer-Lambert

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une longueur d’onde fixée, la loi de Beer-Lambert donne $A = \varepsilon_{\lambda} \times \ell \times C$, où ℓ est la largeur traversée en cm, C la concentration en mol·L⁻¹ et ελ le coefficient d’extinction molaire en L·mol⁻¹·cm⁻¹.

📌 Pour un soluté, une longueur d’onde et une cuve fixés, l’absorbance est proportionnelle à la concentration selon $A = k \times C$.

• Pour obtenir la courbe d’étalonnage, on sélectionne la longueur d’onde du maximum d’absorption λmax, on mesure l’absorbance des solutions étalons à cette longueur d’onde, puis on trace A = f(C).

📌 Pour une solution trop concentrée, de concentration supérieure ou égale à 10⁻² mol·L⁻¹, la loi de Beer-Lambert ne peut pas être utilisée car l’absorbance et la concentration ne sont plus proportionnelles.

Compléments

📌 La courbe d’étalonnage A = f(C) doit être une droite passant par l’origine, ce qui traduit la proportionnalité entre l’absorbance et la concentration.

💡 Astuce mémo

Concentration augmente → absorbance proportionnelle