Chimie analytique
Exploiter la Loi de Beer-Lambert
Méthode de dosage spectrophotométrique par la loi de Beer-Lambert : construction de la droite d'étalonnage, mesure de l'absorbance et détermination d'une concentration.
Introduction
La loi de Beer-Lambert (A = ε·l·c) relie l'absorbance d'une solution à sa concentration. C'est l'outil de base du dosage par étalonnage spectrophotométrique, très fréquent au Bac. Cette fiche détaille la méthode complète : choix de la longueur d'onde, préparation de la gamme étalon, tracé de la droite et exploitation.
Contenu détaillé
1. La loi de Beer-Lambert
- •A = ε·l·c avec A absorbance (sans unité), ε coefficient d'extinction (L·mol⁻¹·cm⁻¹), l trajet optique (cm), c concentration (mol/L)
- •A est proportionnelle à c → droite passant par l'origine (si solution diluée)
- •Domaine de validité : A < 2 (environ), solutions diluées, lumière monochromatique
- •Choisir λ_max : la longueur d'onde du maximum d'absorption (sensibilité maximale)
2. Protocole de dosage par étalonnage
- •1. Réaliser le spectre d'absorption pour déterminer λ_max
- •2. Préparer 5-6 solutions étalons de concentrations croissantes connues
- •3. Mesurer l'absorbance de chaque étalon à λ_max (après réglage du zéro avec le blanc)
- •4. Tracer A = f(c) et vérifier la linéarité (coefficient de corrélation R² > 0,99)
- •5. Mesurer A de l'échantillon inconnu et lire c sur la droite d'étalonnage
3. Pièges et précautions
- •Le blanc : cuve remplie du solvant seul, permet de corriger l'absorption du solvant et de la cuve
- •Si A > 2 : diluer la solution (la loi n'est plus linéaire)
- •Cuves : plastique pour le visible, quartz pour l'UV (le plastique absorbe en UV)
- •Suivi cinétique : mesurer A(t) à λ_max → en déduire c(t) puis x(t)
Étapes clés
Étape 1 : λ_max
Réaliser le spectre d'absorption et choisir la longueur d'onde optimale
Étape 2 : Gamme étalon
Préparer et mesurer les solutions de concentrations connues
Étape 3 : Droite
Tracer A = f(c), vérifier la linéarité et déterminer la pente ε·l
Étape 4 : Lecture
Reporter l'absorbance de l'inconnu sur la droite pour trouver c
Vocabulaire
Absorbance A : Grandeur sans unité mesurant la quantité de lumière absorbée (A = -log(T))
Transmittance T : Fraction de lumière transmise : T = I/I₀ (entre 0 et 1)
Blanc : Solution de référence (solvant seul) pour régler le zéro d'absorbance du spectrophotomètre
Coefficient d'extinction ε : Constante caractéristique de l'espèce à la longueur d'onde considérée
Sujets type Bac
- 1Déterminer la concentration d'une solution de permanganate par dosage spectrophotométrique
- 2Suivre la cinétique d'une réaction par mesure de l'absorbance en fonction du temps
- 3Vérifier la loi de Beer-Lambert et déterminer le coefficient d'extinction molaire
