Couleur rappels Lumière blanche Lumière transmise Collège : « il absorbe tout sauf le bleu »

l Seconde : à une couleur correspond une longueur d’onde l Spectre de la lumière blanche l 380 700 (nm) Spectre de la lumière blanche ayant traversé la solution bleue le sulfate de cuivre absorbe une plage de radiation

Couleur absorbée Couleur complémentaire Couleur du sulfate de cuivre

Couleur complémentaire  620 nm approximatif) Couleur de CuSO4

Suivi d’une transformation chimique lente par spectrophotométrie La transformation d’un système chimique est-elle toujours rapide ?

Un spectrophotomètre cuve transparente réglage de l lecture de A

> < L l l Principe de la mesure de l’absorbance A solution colorée > < L lumière incidente lumière transmise l l cuve transparente On va mesurer la proportion de lumière absorbée par cette espèce chimique colorée.

De quels paramètres dépend A  ?

l lumière transmise lumière incidente violette A dépend de la longueur d’onde

de concentrations différentes A dépend de la concentration Deux solutions de concentrations différentes A dépend de la concentration

L 1 L 2 La même solution dans deux béchers d’épaisseurs différentes A dépend de l’épaisseur de la solution

Loi de Beer-Lambert : = cste k car L = cste et l aussi

Donc A est proportionnelle à c

Une transformation chimique lente mettant en jeu un réctif ou un produit coloré peut être suivie par spectrophotométrie COMMENT ? ON mesure A à différentes dates on a A=f(t) comme A est proportionnelle à la concentration ,on a c= f(t) donc x=f(t)

Exemple : On mélange à t = 0 20,0 mL d’une solution aqueuse acidifiée de permanganate de potassium à 2,00.10-3 mol.L-1 et 20,0 mL d’une solution aqueuse d’acide oxalique à 5,00.10-2 mol.L-1

L’ion permanganate réagit lentement avec l’acide oxalique H2C2O4 selon la réaction : 2 MnO4 + 5 H2C2O4 + 6 H +  2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O MnO4- est la seule espèce chimique colorée Le mélange réactionnel se décolore lentement car MnO4- disparaît lentement.

Spectre d’absorption d’une solution 1- Choix de la longueur d’onde Spectre d’absorption de l’eau pure Spectre d’absorption d’une solution de permanganate

Le permanganate absorbe principalement dans le vert l = 540 nm

couleur de MnO4- couleur complémentaire l  590 nm (approximatif)

2- Suivi temporel de l’absorbance A MnO4- disparaît; A diminue … t (s) 200 400 500 600 700 800 1000 1100 A 2,00 1,93 1,68 1,45 1,16 0,77 0,48 0,12 0,03 … mais on peut calculer directement [MnO4-]i ! Pour obtenir A à t = 0, on mesure l’absorbance d’un mélange où les réactifs autres que MnO4- sont remplacés par de l’eau …

3- Tracé et exploitation de la droite d’étalonnage échelle de teintes; c croissantes A = k c

DA Dc k = = 2005 L.mol-1

c = A / k t (s) 200 400 500 600 700 800 1000 1100 [MnO4-] (mmol.L-1) 200 400 500 600 700 800 1000 1100 [MnO4-] (mmol.L-1) 1,00 0,96 0,72 0,84 0,38 0,58 0,24 0,06 0,01 c = A / k

[MnO4-]i [MnO4-]i 2 t1/2

Par le calcul, à t = 0, [MnO4-]i = soit 1,00 mmol.L-1