Loi de Beer-Lambert : \(A = \varepsilon \cdot l \cdot c\) où A est l'absorbance, ε le coefficient d'extinction molaire, l la longueur du trajet optique et c la concentration.
- Identifier les données connues (A, ε, l)
- Appliquer la loi de Beer-Lambert
- Isoler la concentration c
- Effectuer le calcul numérique
\(A = \varepsilon \cdot l \cdot c\)
\(0.45 = 2500 \times 1.0 \times c\)
\(c = \frac{A}{\varepsilon \cdot l} = \frac{0.45}{2500 \times 1.0}\)
\(c = \frac{0.45}{2500} = 1.8 \times 10^{-4} mol·L^{-1}\)
La concentration de la solution de diiode est de \(1.8 \times 10^{-4} mol·L^{-1}\)
• Loi de Beer-Lambert : Relation linéaire entre absorbance et concentration
• Unités : Vérifier que les unités sont cohérentes
• Précision : Respecter les chiffres significatifs
Droite d'étalonnage : Courbe représentant l'absorbance A en fonction de la concentration c. C'est une droite passant par l'origine (loi de Beer-Lambert).
On place les points (0.1 ; 0.25) et (0.3 ; 0.75) dans un repère (c, A)
La droite passe par l'origine et les points expérimentaux
\(k = \frac{\Delta A}{\Delta c} = \frac{0.75 - 0.25}{0.3 - 0.1} = \frac{0.50}{0.2} = 2.5\)
\(A = k \cdot c = 2.5 \cdot c\)
L'équation de la droite d'étalonnage est \(A = 2.5 \cdot c\)
• Linéarité : La droite d'étalonnage est linéaire selon la loi de Beer-Lambert
• Origine : La droite passe par l'origine (solution sans soluté → A=0)
• Utilisation : Permet de déterminer la concentration d'une solution inconnue
Longueur du trajet optique : Distance parcourue par la lumière dans la solution, notée l (en cm). Correspond à la largeur de la cuve.
\(A = \varepsilon \cdot l \cdot c\)
\(0.60 = 300 \times l \times 2.0 \times 10^{-3}\)
\(l = \frac{A}{\varepsilon \cdot c} = \frac{0.60}{300 \times 2.0 \times 10^{-3}}\)
\(l = \frac{0.60}{0.60} = 1.0 cm\)
La longueur du trajet optique est de 1.0 cm
• Manipulation algébrique : Réorganiser la loi de Beer-Lambert pour isoler la variable recherchée
• Unités : S'assurer que toutes les grandeurs sont exprimées dans les unités appropriées
• Valeur typique : Les cuves standards ont une longueur de 1.0 cm
Interpolation graphique : Méthode permettant de déterminer la valeur d'une grandeur inconnue en lisant un graphique à partir d'une valeur connue.
Sur l'axe des ordonnées (A), on repère A = 0.52
Depuis le point (0 ; 0.52), on trace une droite horizontale jusqu'à la droite d'étalonnage
Depuis le point d'intersection, on trace une droite verticale vers l'axe des abscisses pour lire c
\(c = \frac{A}{2.6} = \frac{0.52}{2.6} = 0.20 mol·L^{-1}\)
La concentration de la solution inconnue est de 0.20 mol·L⁻¹
• Précision graphique : Lire avec soin les valeurs sur les axes
• Échelle : S'assurer que le graphique est bien gradué
• Linéarité : L'interpolation n'est valable que dans le domaine linéaire
Concentration massique : Quantité de soluté exprimée en masse par unité de volume de solution. \(t = \frac{m_{soluté}}{V_{solution}}\)
\(t = c \times M\) où t est la concentration massique, c la concentration molaire et M la masse molaire
\(t = 1.5 \times 10^{-4} \times 158.0\)
\(t = 2.37 \times 10^{-2} g·L^{-1}\)
\(t = 23.7 mg·L^{-1}\)
La concentration massique de la solution de permanganate de potassium est de \(2.37 \times 10^{-2} g·L^{-1}\)
• Relation fondamentale : \(t = c \times M\) relie les concentrations massique et molaire
• Unités : Vérifier la cohérence des unités dans les calculs
• Conversion : Savoir convertir entre g·L⁻¹ et mg·L⁻¹
- Sélection de la longueur d'onde : λ_max correspondant au maximum d'absorption
- Préparation des solutions étalons : Solutions de concentrations connues
- Façonnage du blanc : Solvant pur pour calibrer l'appareil
- Mesure des absorbances : Pour chaque solution étalon
- Tracé de la droite d'étalonnage : A = f(c)
- Mesure de la solution inconnue : Détermination de sa concentration
- Solution limpide, homogène et non turbide
- Concentration suffisamment faible (linéarité de la loi)
- Lumière monochromatique (longueur d'onde unique)
- Température constante pendant les mesures
- Éclairage perpendiculaire à la cuve
