Fiche de révision : Spectroscopie UV-visible

📋 Plan du Cours

1. Principe et domaines spectraux
2. Absorption et grandeurs lumineuses
3. Spectre et couleur des solutions
4. Beer-Lambert et étalonnage
5. Mesure au spectrophotomètre

📖 1. Principe et domaines spectraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectroscopie UV-visible : Technique permettant d’étudier l’absorption des rayonnements ultraviolets ou visibles par une espèce chimique.

★ À maîtriser

• Le domaine ultraviolet s’étend environ de 200 à 400 nm, tandis que le domaine visible s’étend environ de 400 à 800 nm.

Compléments

• La longueur d’onde se note λ et s’exprime généralement en nanomètres (nm).

💡 Astuce mémo

UV court (200–400 nm) contre visible plus long (400–800 nm)

📖 2. Absorption et grandeurs lumineuses

🔑 Notions clés & Définitions

• Transmittance : Proportion de lumière transmise par une solution, définie par $T = \frac{I}{I_0}$.
• Absorbance : Grandeur qui mesure l’absorption de la lumière par une solution et vérifie $A = -\log(T) = -\log\left(\frac{I}{I_0}\right)$.

★ À maîtriser

📌 L’intensité lumineuse incidente I₀ est la lumière avant la solution, tandis que l’intensité lumineuse transmise I est la lumière après la solution.

📌 Lorsqu’une lumière traverse une solution, une partie peut être absorbée et l’intensité transmise est en général inférieure à l’intensité incidente : I < I₀.

Compléments

• L’absorbance est une grandeur sans unité et elle augmente lorsque la solution absorbe davantage de lumière.

💡 Astuce mémo

Solution absorbante → intensité transmise diminuée → absorbance augmentée

📖 3. Spectre et couleur des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• λmax : Longueur d’onde pour laquelle l’absorbance est maximale.

★ À maîtriser

• Le spectre d’absorption représente l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde λ selon la relation A = f(λ).

📌 Une solution colorée absorbe certaines longueurs d’onde et en transmet d’autres, de sorte que la couleur observée est généralement complémentaire de la couleur principalement absorbée.

Compléments

• Les principales correspondances sont:
  • bleu absorbé–orange observé
  • vert absorbé–rouge observé
  • rouge absorbé–vert observé
  • jaune absorbé–violet observé

💡 Astuce mémo

Longueurs d’onde absorbées contre couleur complémentaire observée

📖 4. Beer-Lambert et étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution étalon : Solution dont la concentration est connue.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour une solution suffisamment diluée, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A = \varepsilon \times l \times C$, où ε est le coefficient d’extinction molaire, l la longueur de la cuve et C la concentration molaire.

📌 Lorsque ε et l sont constants, l’absorbance est proportionnelle à la concentration : $A \propto C$.

• Pour construire une courbe d’étalonnage, on prépare des solutions étalons de concentrations connues, on mesure leur absorbance, puis on trace A = f(C).

📌 La courbe d’étalonnage permet de déterminer la concentration d’une solution inconnue à partir de son absorbance.

💡 Astuce mémo

Concentration augmentée → absorbance augmentée → concentration inconnue déterminée par étalonnage

📖 5. Mesure au spectrophotomètre

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectrophotomètre : Appareil qui mesure l’absorbance d’une solution.
• Blanc : Le blanc contient généralement le solvant mais pas l’espèce chimique étudiée.

📝 Points essentiels

• 🔄 La lumière suit la séquence:
  1. source lumineuse
  2. sélection de λ
  3. cuve
  4. détecteur
  5. absorbance A

📌 Le blanc permet de prendre en compte l’absorption due au solvant et à la cuve.

💡 Astuce mémo

Source → sélection de λ → cuve → détecteur → absorbance

📊 Tableaux de synthèse

Couleurs absorbées et observées