Lernzettel: Dosage par étalonnage colorimétrique

📋 Plan du Cours

1. Couleur et lumière blanche
2. Absorbance d’une solution
3. Spectre d’absorption
4. Loi de Beer-Lambert
5. Dosage par étalonnage

📖 1. Couleur et lumière blanche

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière blanche : Ensemble de lumières colorées, que l’on peut reproduire avec les trois lumières primaires rouge, verte et bleue.

★ À maîtriser

• Une solution colorée absorbe une partie de la lumière visible reçue et diffuse la partie non absorbée, de sorte que la couleur observée est complémentaire de la couleur absorbée.

Compléments

• Une solution magenta de permanganate de potassium laisse passer le magenta, mélange de lumière bleue et rouge, et absorbe principalement la lumière verte complémentaire.

• Une solution de bleu de méthylène, de couleur bleu indigo, absorbe principalement la radiation jaune.

💡 Astuce mémo

Couleur absorbée ≠ couleur observée : la solution diffuse sa complémentaire.

📖 2. Absorbance d’une solution

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Grandeur positive et sans unité liée à la proportion de lumière absorbée par une solution pour une longueur d’onde donnée.

★ À maîtriser

📌 Plus l’absorbance est grande, plus la solution absorbe une partie importante de la lumière incidente.

Compléments

• Pour une absorbance A = 0, la solution n’absorbe pas de lumière et elle est transparente à la longueur d’onde considérée.

• Pour une absorbance A = 1, la solution transmet un dixième de l’intensité lumineuse incidente et en absorbe neuf dixièmes.

📖 3. Spectre d’absorption

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre d’absorption : Graphique représentant l’absorbance A d’une solution en fonction de la longueur d’onde λ, mesurée entre 400 nm et 800 nm pour la lumière visible.

★ À maîtriser

• Un spectrophotomètre mesure l’absorbance d’une solution placée dans une cuve pour chaque longueur d’onde de la lumière visible.

• L’absorbance atteint un maximum noté Amax pour une longueur d’onde précise notée λmax.

Compléments

📌 La longueur d’onde λmax correspond à la couleur la plus absorbée, qui est complémentaire de la couleur de la solution.

• L’éthianthine est jaune-orangé à pH = 8 ; son absorbance est maximale à λmax = 470 nm, correspondant à la couleur bleue complémentaire.

📖 4. Loi de Beer-Lambert

🔑 Notions clés & Définitions

• Coefficient d’absorption molaire : S’exprime en L·mol⁻¹·cm⁻¹ et caractérise l’absorption de l’espèce chimique à une longueur d’onde donnée.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour une longueur d’onde fixée, une solution diluée vérifie $A = \varepsilon \times l \times C$.

• Dans la loi de Beer-Lambert, l est l’épaisseur de solution traversée en cm et C la concentration en espèce chimique colorée en mol·L⁻¹.

📐 Formule — Lorsque ε et l sont constantes pour une longueur d’onde donnée, la loi s’écrit $A = k \times C$ avec $k = \varepsilon \times l$.

💡 Astuce mémo

Concentration ↑ → absorbance ↑, tant que la solution reste diluée.

📖 5. Dosage par étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage par étalonnage : Détermine la concentration d’une solution en comparant une grandeur physique caractéristique, comme l’absorbance, à celle de solutions étalons de concentration connue.

★ À maîtriser

📌 Une espèce colorée peut être dosée en présence d’autres espèces colorées si l’on choisit une longueur d’onde à laquelle elle est la seule à absorber.

• 🔄 Le protocole du dosage par étalonnage suit ces étapes:
  1. Préparer des solutions étalons de concentration connue
  2. Régler le spectrophotomètre à une longueur d’onde proche de λmax
  3. Faire le blanc avec le solvant
  4. Mesurer l’absorbance de chaque solution
  5. Tracer la courbe A = f(C)
  6. Identifier la limite de validité de la loi de Beer-Lambert
  7. Mesurer l’absorbance de la solution inconnue
  8. Déduire sa concentration sur la courbe d’étalonnage

📌 La loi de Beer-Lambert n’est valable que pour des solutions très diluées ; lorsque la solution est trop concentrée, la courbe d’étalonnage n’est plus linéaire et il faut diluer la solution inconnue.

Compléments

• Pour une solution inconnue d’absorbance 0,145, la courbe d’étalonnage donne une concentration de 7 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Étalons → réglage → blanc → mesures → courbe → concentration.