Suivi d’une transformation chimique lente par spectrophotométrie

Présentation au sujet: "Suivi d’une transformation chimique lente par spectrophotométrie"— Transcription de la présentation:

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

2 Un spectrophotomètre cuve transparente réglage de l lecture de A

3 > < L l l Principe de la mesure de l’absorbance A
solution colorée > < L lumière incidente lumière transmise l l cuve transparente

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

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

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

7 Donc A est proportionnelle à c

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

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

10 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

11 Le permanganate absorbe principalement dans le vert
l = 540 nm

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

13 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 …

14 3- Tracé et exploitation de la droite d’étalonnage
échelle de teintes; c croissantes A = k c

15 DA Dc k = = 2005 L.mol-1

16 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

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

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