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UV- ANA1 Spectroscopie Atomique et moléculaire Stéphane Marcotte, D4 Spectrométrie UV-Visible.

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1 UV- ANA1 Spectroscopie Atomique et moléculaire Stéphane Marcotte, D4 Spectrométrie UV-Visible

2 E= E n électronique + E v vibration + E J rotation Transitions entre les niveaux dénergie électronique : électrons des liaisons. Domaine de lUV et du Visible entre 200 et 900 nm Spectrométrie UV-Visible Introduction Spectre visible s Longueur donde en nm

3 Exemple diagramme des OM de HF Configuration électronique fondamentale : 2 n 1 2 n 2 4 Premier niveau électronique excité : 2 n 1 2 n 2 3 * 1 n liante antiliante Les niveaux dénergie électronique sont très espacés doù des absorptions plus énergétiques dans lUV et le Visible I. Les transitions électroniques 1. Niveaux dénergie des orbitales moléculaires

4 I. Les transitions électroniques 1. Diagramme de Jablonski Niveaux de vibrations A absorption dun photon F : fluorescence P: phosphorescence CI : conversion interne CIS : croisement intersystème CI CIS Niveau électronique fondamental énergie Diagramme de Jablonski

5 Exemple spectre dabsorption de la butanone nm Pas de raies : Spectre de bandes

6 Structure des molécules organiques et absorption UV-Visible On effectue des transitions entres les différentes orbitales moléculaires : II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 1. Les différentes transitions des molécules organiques antiliante Non liante liante Energie

7 n * * * Limite pratique Doù présence nécessaire dune insaturation dans la molécule (nécessaire pour observer une transition dans lUV-Visible) Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 1. Les différentes transitions des molécules organiques * *

8 Groupe chromophore : groupe insaturé qui est responsable du phénomène dabsorption. Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 2.Principales caractéristiques dabsorption des molécules organiques NON OUI

9 Effet bathochrome de la conjugaison C=C * C=C-C=C 4 * 3 * 2 1 En se conjuguant, les niveaux des orbitales se resserrent. Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 2.Principales caractéristiques dabsorption des molécules organiques Effet bathochrome : déplacement dun maximum dabsorption vers de plus grandes longueurs donde.

10 Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 2.Principales caractéristiques dabsorption des molécules organiques Quelques pigments naturels Acide kermesic Indigo Z=H Punnicin Z=Br Crocetin -carotène

11 QUELQUES DONNEES SPECTRALES Noter la faible n * n * acétone * Les deux absorptions sont très caractéristiques * benzène Hors domaine pratique * * Hexa-1,3,5-triène Effet bathochrome de la conjugaison * Buta-1,3-diène 150 * Hors domaine pratique * acétylène * éthylène remarques max (nm) transitionexemple Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 2.Principales caractéristiques dabsorption des molécules organiques

12 En analyse structurale : les applications sont très limitées et ne présentent aucun caractère général. Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications

13 En analyse quantitative : Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications Applications très nombreuses : - analyse quantitative au sens strict : détermination de la concentration des constituants dun échantillon - étude déquilibres en solution

14 Au maximum de labsorbance nm Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications a.Choix de la longueur donde de travail Aborbance

15 uA Interérent Analyte Le recouvrement est nul ou négligeable : lanalyte peut être déterminé comme sil était seul en solution. Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications b. Les interférents

16 uA Le recouvrement est faible Interférent absorbe peu analyte Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications b. Les différents cas de figure

17 On se place à la longueur donde de travail et on réalise une courbe détalonnage concentration absorbance Absorbance solution inconnue concentration Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications b. Les différents cas de figure

18 uA Recouvrement fort : il faut mettre en œuvre dautres procédures Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications b. Les différents cas de figure

19 A( A )= ( A )pc(A)+ ( A )pc(B) A( B )= A ( B )pc(A)+ B )pc(B) Système de deux équations à deux inconnues doù c(A) et c(B) Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications b. Les différents cas de figure Analyse multicomposantes : -on détermine par des expériences A ( A ), B ( A ), A ( B ) et B ( B ) -Puis on mesure labsorbance de la solution inconnue aux longueurs donde A et B

20 Nombreuses applications et méthodes : -détermination de la concentration dun produit en présence dinterférents. (cf. TP) - Dosages trés répandus : fer, phénol, formaldehyde… -Détermination de constantes déquilibre (cf. TP et exercices) …. Spectrométrie UV-Visible II. Structure des molécules organiques et absorption UV-visible 3. Applications


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