Processus de dosage
Loi de Beer-Lambert : \(A = \varepsilon \times l \times c\) où A est l'absorbance, ε le coefficient d'extinction molaire (L.mol⁻¹.cm⁻¹), l la longueur du trajet optique (cm), c la concentration (mol.L⁻¹).
- Identifier les données connues (A, c, l)
- Isoler ε dans la loi de Beer-Lambert
- Substituer les valeurs numériques
- Calculer ε en vérifiant les unités
A = 0,45
l = 1 cm
c = 0,01 mol/L (concentration de la solution)
A = 0,45 (absorbance mesurée)
l = 1 cm (longueur de la cuve)
A = ε × l × c
Donc ε = A / (l × c)
ε = 0,45 / (1 × 0,01) = 0,45 / 0,01 = 45 L.mol⁻¹.cm⁻¹
Absorbance (sans unité) = (L.mol⁻¹.cm⁻¹) × cm × mol.L⁻¹
Les unités sont cohérentes
Le coefficient d'extinction molaire est de 45 L.mol⁻¹.cm⁻¹.
• Loi de Beer-Lambert : A = εlc
• Manipulation algébrique : Isoler ε
• Vérification unitaire : S'assurer que les unités sont cohérentes
Courbe d'étalonnage : Courbe A = f(c) qui permet de déterminer la concentration d'une solution inconnue à partir de son absorbance. La relation linéaire A = k×c permet d'extrapoler la concentration.
A_inconnue = 0,75
La courbe d'étalonnage donne A = 2500c
Cela signifie que k = 2500 L.mol⁻¹.cm⁻¹
Si A = k × c, alors c = A / k
c = 0,75 / 2500 = 0,0003 = 3,0×10⁻⁴ mol/L
On peut vérifier : A = 2500 × 3,0×10⁻⁴ = 0,75 ✓
La concentration de la solution inconnue est de 3,0×10⁻⁴ mol/L.
• Courbe d'étalonnage : Relation linéaire A = k×c
• Interpolation : Utiliser la relation pour déterminer c
• Vérification : Remplacer la valeur trouvée pour confirmer
Solution incolore : Une solution incolore a une absorbance faible dans le visible, mais elle peut encore absorber dans l'UV ou dans une bande étroite. La loi de Beer-Lambert s'applique toujours.
ε = 100 L.mol⁻¹.cm⁻¹
l = 1 cm
A = 0,02 (absorbance très faible)
ε = 100 L.mol⁻¹.cm⁻¹ (coefficient d'extinction)
l = 1 cm (longueur de cuve)
A = ε × l × c
Donc c = A / (ε × l)
c = 0,02 / (100 × 1) = 0,02 / 100 = 0,0002 = 2,0×10⁻⁴ mol/L
Une absorbance de 0,02 correspond à une très faible concentration, ce qui explique l'aspect incolore de la solution
La concentration de la solution incolore est de 2,0×10⁻⁴ mol/L.
• Loi de Beer-Lambert : S'applique même pour des absorbances faibles
• Relation inverse : c = A/(ε×l)
• Concentration faible : Correspond à une faible absorption
Faire un blanc : Consiste à mesurer l'absorbance du solvant pur (ou du milieu de dissolution) dans les mêmes conditions que la solution à analyser. Cela permet de corriger les interférences.
Le solvant peut absorber légèrement la lumière
La cuve peut avoir une absorption résiduelle
Les impuretés dans le solvant peuvent absorber
On mesure A_blanc du solvant pur dans la même cuve
Cela donne la contribution du solvant et de la cuve
A_vraie = A_mesure - A_blanc
Cela élimine les interférences du solvant et de la cuve
Le blanc permet d'obtenir une mesure plus précise de l'absorption due uniquement à l'espèce chimique recherchée
Essentiel pour les dosages précis
Permet d'améliorer la linéarité de la courbe d'étalonnage
Faire un blanc avant une mesure d'absorbance permet de corriger les interférences dues au solvant et à la cuve, assurant une mesure précise de l'absorption due uniquement à l'espèce chimique recherchée.
• Correction : A = A_mesure - A_blanc
• Précision : Élimination des interférences
• Linéarité : Amélioration de la courbe d'étalonnage
Permanganate de potassium : KMnO₄ est un composé fortement coloré (violet intense) qui absorbe dans le vert-jaune (~525 nm). Son absorption est très intense, ce qui permet des dosages précis.
ε = 2200 L.mol⁻¹.cm⁻¹
l = 1 cm
A = 0,60 (absorbance du permanganate à 525 nm)
ε = 2200 L.mol⁻¹.cm⁻¹ (coefficient d'extinction du MnO₄⁻)
l = 1 cm (longueur de cuve)
A = ε × l × c
Donc c = A / (ε × l)
c = 0,60 / (2200 × 1) = 0,60 / 2200 = 0,00027 = 2,7×10⁻⁴ mol/L
Le coefficient d'extinction élevé (2200) indique une forte absorption
Cela permet des dosages précis même à des concentrations faibles
On peut vérifier : A = 2200 × 2,7×10⁻⁴ × 1 = 0,594 ≈ 0,60 ✓
La concentration de la solution de permanganate est de 2,7×10⁻⁴ mol/L.
• Loi de Beer-Lambert : A = εlc
• Manipulation algébrique : Isoler c
• Verification : Remplacer la valeur trouvée
- Étape 1 : Choisir la longueur d'onde d'absorption maximale
- Étape 2 : Préparer des solutions étalons de concentrations connues
- Étape 3 : Mesurer l'absorbance de chaque solution étalon
- Étape 4 : Tracer la courbe d'étalonnage A = f(c)
- Étape 5 : Mesurer l'absorbance de la solution inconnue
- Étape 6 : Déterminer la concentration par interpolation
- La loi de Beer-Lambert est valable uniquement pour des solutions diluées
- Le coefficient d'extinction ε dépend de la substance et de la longueur d'onde
- La longueur de cuve l est généralement de 1 cm
- La courbe d'étalonnage doit être linéaire dans la plage de concentration utilisée
