Matières colorées 1ere_s

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Beer's Law ; Loi de Beer-Lambert.

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Matières colorées 1ere_s

  1. 1. Les auteurs :Najat Akouz, Toufiq Akouz – Lycée JB Dumas à Alès – etFabienne Pol – Lycée Peytavin à Mende.
  2. 2. Comment déterminer la concentration d’une solution colorée ? PrérequisContenus Compétences attenduesCouleur des objets. Interpréter la couleur observée d’un objet éclairé àSynthèse partir de celle de la lumière incidente ainsi que desadditive, synthèse phénomènes d’absorption, de diffusion et desoustractive. transmission.Absorption, diffusion, tra Utiliser les notions de couleur blanche et de couleursnsmission. complémentaires. Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l’effet d’un ou plusieurs filtres colorés sur une lumière incidente. Pratiquer une démarche expérimentale permettant d’illustrer et comprendre les notions de couleurs des objets. Distinguer couleur perçue et couleur spectrale.
  3. 3. Objectifs de la séquenceContenus Compétences attendues•Dosage de Pratiquer une démarche expérimentalesolutions colorées pour déterminer la concentration dunepar étalonnage. espèce colorée à partir dune courbe détalonnage en utilisant la loi de Beer-•Loi de Beer- Lambert .Lambert.
  4. 4. Situation déclenchante 1Ces quatre solutions ont-elles la même concentration ? Ces 4 solutions aqueuses ont le même volume : 100 mL
  5. 5. Oui, pourquoi ?Non, pourquoi ?
  6. 6. Verdict [I2] = 0,01 mol.L-1 [MnO4-] = [Cu2+] = 0,01 [Cu2+] = 1,00,01 mol.L-1 mol.L-1 mol.L-1
  7. 7. Bilan d’étape Chaque espèce chimique colorée absorbe la lumière dans un domaine de longueur d’onde donné. Ajouter les spectres A = f(l) ; (à distribuer ou à simuler). Choix de la bonne longueur d’onde pour réaliser les mesures d’absorbance. Pour une même espèce colorée en solution : La solution absorbe plus de lumière au fond de la fiole jaugée, qu’au niveau du col car l’épaisseur de solution traversée par la lumière y est plus importante.
  8. 8. Solution aqueuse de permanganatede potassium I0 I ( l max) ( l max)
  9. 9. Mesures d’absorbance à l’aide d’un spectrophotomètre.
  10. 10. Solution aqueuse depermanganate de potassium
  11. 11. Echelle de teintes Photo de solutions de diiode de concentrations différentes, comprises entre 10-4 et 10-3 mol.L-1. (tubes à essai)
  12. 12. Solution aqueuse de diiode I0 I ( l max) ( l max)
  13. 13. Résultats des mesures [I2] mmol/L A 0 0 0,1 0,041 0,2 0,06 0,3 0,128 0,4 0,17 0,5 0,187 0,6 0,23 0,7 0,305 0,8 0,326
  14. 14. Tracé de la courbe d’étalonnage Courbe détalonnage 0.35 0.3 A = 0,406. [I2] 0.25 R² = 0,9865Absorbance 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 concentration de diiode ( mmol/L)
  15. 15. Enoncé de la loi de Beer-Lambert Il y a proportionnalité entre l’absorbance et la concentration d’une solution colorée. L’absorbance dépend de l’épaisseur de la solution traversée par la lumière. L’absorbance dépend de la nature de l’espèce chimique. A = e.l.c
  16. 16. Grandeurs et unités A = e.l.c A : absorbance de l’espèce chimique colorée dans le solvant choisi pour la longueur d’onde considérée. Cette grandeur n’a pas d’unité. c : concentration molaire de l’espèce chimique colorée exprimée en mol.L-1. l : épaisseur de solution traversée par le faisceau de lumière ; l s’exprime en cm. e : coefficient d’extinction molaire dans les conditions de l’expérience (solvant, température et longueur d’onde). Il s’exprime en L.cm-1 .mol-1.
  17. 17. Situation déclenchante 2 Le pharmacien trouve un flacon contenant une solution de lugol* au fond d’un placard. L’étiquette étant illisible, il souhaite retrouver la concentration de la solution de lugol. Pouvez-vous l’aider dans sa démarche ?* Antiseptique à base de diiode
  18. 18. Mesure de l’absorbance On s’aperçoit que la solution est trop concentrée : le spectrophotomètre sature. (Limites de la loi de Beer-Lambert)
  19. 19. Réalisation de la dilution On dilue 100 fois la solution de lugol, de manière à ce qu’elle soit incluse dans l’échelle de teintes. On mesure l’absorbance et on en déduit la concentration de la solution diluée et de la solution de lugol à partir de la courbe d’étalonnage.

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