Méthodes physiques d'analyse

1Analyse par mesure de l'absorbance

1. Analyse par mesure de l'absorbance

1.1. Absorbance et loi de Beer-Lambert

Définition —Absorbance

L'absorbance A d'une solution est une grandeur sans unité. Elle caractérise l'aptitude des espèces chimiques colorées présentes dans la solution à absorber une radiation lumineuse de longueur d'onde donnée. L'absorbance est une grandeur additive et se mesure à l'aide d'un spectrophotomètre.

Définition —Loi de Beer-Lambert

A = \varepsilon_\lambda \times l \times C(X)

A = k \times C(X) \quad \text{avec } k = \varepsilon_\lambda \times l

ou

A = k' \times t(X) \quad \text{avec } k' = \dfrac{k}{M(X)}

$A$ : Absorbance de la solution contenant l'espèce colorée $X$ (sans unité)
$\varepsilon_\lambda$ : Coefficient d'absorption molaire de l'espèce colorée $X$ à la longueur d'onde $\lambda$ ( $L.mol^{-1}.cm^{-1}$ )
$l$ : Largeur de la cuve (cm)
$C(X)$ ou $t(X)$ : Concentration de l'espèce colorée $X$ ( $mol.L^{-1}$ ou $g.L^{-1}$ )

Attention —Limite

La loi de Beer-Lambert n'est utilisable que pour des solutions colorées de concentration en quantité de matière de soluté X inférieure à

10^{-2}\ mol.L^{-1}

(domaine linéaire de la loi).

1.2. Dosage par étalonnage spectrophotométrique

Méthode

Pour déterminer la concentration en quantité de matière ou en masse d'une espèce chimique colorée

X

dans une solution inconnue, il faut réaliser un dosage par étalonnage spectrophotométrique :

Réaliser une échelle de teinte à partir d'une solution mère de concentration connue en espèce colorée $X$ .

Méthode —Méthode graphique

Réaliser une courbe d'étalonnage $A=f(C)$ ou $A=f(t)$ à partir des mesures de l'absorbance des solutions de l'échelle de teinte et de leur concentration.
Réaliser la mesure, dans les mêmes conditions, de l'absorbance de la solution inconnue.
A partir de la courbe d'étalonnage et par lecture graphique (ou modélisation), déterminer la valeur de la concentration de l'espèce chimique colorée $X$ dans la solution inconnue.

Méthode —Méthode calculatoire

A partir des mesures de l'absorbance des solutions de l'échelle de teinte et de leur concentration, calculer les valeurs du coefficient de proportionnalité $k$ puis faire la moyenne $k_{moy}$ .
Ecrire l'expression numérique de la loi de Beer-Lambert en précisant les unités utilisées.
A partir de l'expression numérique, déterminer la valeur de la concentration de l'espèce chimique colorée $X$ dans la solution inconnue.

2Analyse par mesure de conductivité

3Analyse par mesure de la pression d'un gaz

4Analyse par spectroscopie