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cours:lycee:generale:premiere_generale:physique_chimie:absorbance_et_concentration

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cours:lycee:generale:premiere_generale:physique_chimie:absorbance_et_concentration [2025/06/16 08:10] – Cours généré par l'IA: Absorbance et concentration (lycee, premiere_generale, physique_chimie) wikiprofcours:lycee:generale:premiere_generale:physique_chimie:absorbance_et_concentration [2025/07/08 22:58] (Version actuelle) – prof67
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 L'**absorbance**, notée A, est une grandeur sans unité qui quantifie l'absorption de la lumière par une solution. Elle est définie par la relation suivante : L'**absorbance**, notée A, est une grandeur sans unité qui quantifie l'absorption de la lumière par une solution. Elle est définie par la relation suivante :
  
-<m>A = \log_10 left( (I_0) / (I) right)</m>+<m>A = \log_10 ( {I_0} / {I} )</m>
  
 où : où :
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 **Remarque:** Une absorbance élevée signifie une forte absorption de la lumière. **Remarque:** Une absorbance élevée signifie une forte absorption de la lumière.
  
-**Exemple:** Si <m>I_0 = 100</m> unités et <m>I = 10</m> unités, alors <m>A = \log_10 left( (100) / (10) right) = \log_10(10) = 1</m>.+**Exemple:** Si <m>{I_0} = 100</m> unités et <m>{I} = 10</m> unités, alors <m>A = \log_10 ( 100 / 10) = \log_10(10) = 1</m>.
  
 === 1.3 Mesure de l'absorbance === === 1.3 Mesure de l'absorbance ===
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 La **loi de Beer-Lambert** relie l'absorbance d'une solution à sa concentration et à la longueur du trajet optique (l'épaisseur de la solution traversée par la lumière). Elle s'écrit : La **loi de Beer-Lambert** relie l'absorbance d'une solution à sa concentration et à la longueur du trajet optique (l'épaisseur de la solution traversée par la lumière). Elle s'écrit :
  
-<m>A = epsilon \cdot l \cdot c</m>+**<m>A= epsilon.l.c = k.c</m>**
  
 Où : Où :
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   * <m>l</m> est la longueur du trajet optique (en cm)   * <m>l</m> est la longueur du trajet optique (en cm)
   * <m>c</m> est la **concentration en quantité de matière** de la solution (en mol.L⁻¹)   * <m>c</m> est la **concentration en quantité de matière** de la solution (en mol.L⁻¹)
 +  * <m>k = epsilon.l</m> est le coefficient directeur de la droite <m>A = f(c)</m>
 +
  
 **Remarque :** Cette loi est valable uniquement pour des solutions diluées. À des concentrations élevées, les interactions entre les molécules peuvent modifier l'absorbance et la loi n'est plus vérifiée. **Remarque :** Cette loi est valable uniquement pour des solutions diluées. À des concentrations élevées, les interactions entre les molécules peuvent modifier l'absorbance et la loi n'est plus vérifiée.
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   * Quantifier la quantité d’une substance présente dans un échantillon complexe.   * Quantifier la quantité d’une substance présente dans un échantillon complexe.
  
-**Exemple:** On mesure l'absorbance d'une solution de permanganate de potassium (<m>KMnO_4</m>) à 525 nm dans une cuve de 1 cm de trajet optique. Si <m>epsilon = 2.4 \cdot 10^3</m> L.mol⁻¹.cm⁻¹ et <m>A = 0.6</m>, alors la concentration en quantité de matière de la solution est : <m>c = (A) / (epsilon \cdot l) = (0.6) / (2.4 \cdot 10^3 \cdot 1) = 2.5 \cdot 10^{-4}</m> mol.L⁻¹+**Exemple:** On mesure l'absorbance d'une solution de permanganate de potassium (<m>KMnO_4</m>) à 525 nm dans une cuve de 1 cm de trajet optique. Si <m>epsilon = 2.4 * 10^3</m> L.mol⁻¹.cm⁻¹ et <m>A = 0.6</m>, alors la concentration en quantité de matière de la solution est :  
 + 
 +<m>c = (A) / (epsilon * l) = (0.6) / (2.4 * 10^3 * 1) = 2.5 * 10^{-4}</m> mol.L⁻¹
  
 ==== Chapitre 3 : Exercices et applications ==== ==== Chapitre 3 : Exercices et applications ====
  
-**Exercice 1 :** Une solution de concentration <m>c = 2.0 \cdot 10^{-3}</m> mol.L⁻¹ d'une substance X a une absorbance <m>A = 0.8</m> pour une longueur de trajet optique de <m>l=1.0</m> cm. Calculer le coefficient d'extinction molaire <m>epsilon</m> de la substance X pour cette longueur d'onde.+**Exercice 1 :** Une solution de concentration <m>c = 2.0 * 10^{-3}</m> mol.L⁻¹ d'une substance X a une absorbance <m>A = 0.8</m> pour une longueur de trajet optique de <m>l=1.0</m> cm. Calculer le coefficient d'extinction molaire <m>epsilon</m> de la substance X pour cette longueur d'onde.
  
-**Corrigé guidé Exercice 1:** On utilise la loi de Beer-Lambert : <m>A = epsilon \cdot l \cdot c</m>. On isole <m>epsilon</m> : <m>epsilon = (A) / (l \cdot c) = (0.8) / (1.0 \cdot 2.0 \cdot 10^{-3)} = 400</m> L.mol⁻¹.cm⁻¹+**Corrigé guidé Exercice 1:** On utilise la loi de Beer-Lambert : <m>A = epsilon * l * c</m>. On isole <m>epsilon</m> : <m>epsilon = (A) / (l * c) = (0.8) / (1.0 * 2.0 * 10^{-3)} = 400</m> L.mol⁻¹.cm⁻¹
  
 **Exercice 2 :** Une solution de concentration inconnue a une absorbance de 0,5 à une longueur d’onde donnée. Sachant que le coefficient d’extinction molaire de la substance est de 150 L.mol⁻¹.cm⁻¹ et que la longueur de la cuve est de 1 cm, quelle est la concentration de la solution ? **Exercice 2 :** Une solution de concentration inconnue a une absorbance de 0,5 à une longueur d’onde donnée. Sachant que le coefficient d’extinction molaire de la substance est de 150 L.mol⁻¹.cm⁻¹ et que la longueur de la cuve est de 1 cm, quelle est la concentration de la solution ?
  
-**Corrigé guidé Exercice 2 :** On utilise la loi de Beer-Lambert : <m>A = epsilon \cdot l \cdot c</m>. On isole <m>c</m>: <m>c = (A) / (epsilon \cdot l) = (0.5) / (150 \cdot 1) = 3.33 \cdot 10^{-3}</m> mol.L⁻¹+**Corrigé guidé Exercice 2 :** On utilise la loi de Beer-Lambert : <m>A = epsilon * l * c</m>. On isole <m>c</m>: <m>c = (A) / (epsilon * l) = (0.5) / (150 * 1) = 3.33 * 10^{-3}</m> mol.L⁻¹
  
 ==== Résumé ==== ==== Résumé ====
  
   * **Définitions clés:**   * **Définitions clés:**
-  * **Absorbance (A):** grandeur sans unité, quantifiant l'absorption de la lumière par une solution. <m>A = \log_10 left( (I_0) / (I) right)</m>+  * **Absorbance (A):** grandeur sans unité, quantifiant l'absorption de la lumière par une solution. <m>A = \log_10 ( {I_0} / {I} )</m>
   * **Coefficient d'extinction molaire (<m>epsilon</m>):** caractéristique de la substance et de la longueur d'onde (L.mol⁻¹.cm⁻¹)   * **Coefficient d'extinction molaire (<m>epsilon</m>):** caractéristique de la substance et de la longueur d'onde (L.mol⁻¹.cm⁻¹)
   * **Concentration en quantité de matière (c):** quantité de matière de soluté par litre de solution (mol.L⁻¹)   * **Concentration en quantité de matière (c):** quantité de matière de soluté par litre de solution (mol.L⁻¹)
-  * **Loi de Beer-Lambert:** <m>A = epsilon \cdot l \cdot c</m>+  * **Loi de Beer-Lambert:** <m>A = epsilon * l * c</m>
  
-  * **Formules fondamentales:** <m>A = \log_10 left( (I_0) / (I) right)</m>, <m>A = epsilon \cdot l \cdot c</m>+  * **Formules fondamentales:** <m>A = \log_10 ( {I_0} / {I} )</m>, <m>A = epsilon * l * c</m>
  
   * **Chapitre 1:** Introduction à l'absorbance, définition et mesure.   * **Chapitre 1:** Introduction à l'absorbance, définition et mesure.
   * **Chapitre 2:** Loi de Beer-Lambert, énoncé et applications.   * **Chapitre 2:** Loi de Beer-Lambert, énoncé et applications.
   * **Chapitre 3:** Exercices d'application de la loi de Beer-Lambert.   * **Chapitre 3:** Exercices d'application de la loi de Beer-Lambert.
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