Chapitre 2: Analyser Un Système Chimique Par Des Méthodes Physiques Flashcards
Que représente le pH, comment le calculer ?
Le pH (potentiel hydrogène) détermine le degré d’acidité ou de basicité, inversement proportionnel à la concentration en H3O+, il est sans unité et varie entre 1 et 14
Il se calcule par la formule pH= -log([H3O+]/c0)
[H3O+] est la concentration en ion H3O+ dans la solution (mol.L-1)
c0 est la concentration standard de 1 mol.L-1
Qu’est-ce que l’analyse par spectroscopie ?
On fait traverser un rayonnement de longueur d’onde connue à travers la substance étudiée, puis on analyse le rayonnement qui en ressort pour voir quelles longueurs d’onde ont été absorbées
Qu’est-ce que l’analyse par spectroscopie UV-visible et quel est son intérêt ?
On effectue une analyse spectroscopique de la substance étudiée sur la gamme de l’UV-visible et cela donne une graphe d’absorption en fonction de la longueur d’onde
On peut ainsi trouver pour quelle longueur d’onde l’absorbance est maximale (ou reconnaître l’allure du spectre) et identifier l’espèce chimique étudiée
Il faut savoir que la couleur d’une substance est la couleur complémentaire à celle de la longueur d’onde maximale
Qu’est-ce que l’analyse par spectroscopie IR et quel est son intérêt ?
On effectue une analyse spectroscopique de la substance étudiée sur la gamme des IR et cela donne une graphe de transmittance (part du rayonnement transmise en %, inverse de l’absorption) en fonction du nombre d’onde (l’inverse de la longueur d’onde en nm-1)
En fonction des pics observés (emplacements, largeurs, hauteurs) on peut déterminer la présence de certaines liaisons et ainsi reconnaître le composant de la substance
Qu’est-ce que la conductance d’un matériau, et comment la calculer ?
La conductance d’une solution, notée G et exprimée en Siemens S) est l’inverse de la résistance, elle représente la capacité d’un matériau à conduire le courant électrique
Alors, G=1/R=I/U
G en Siemens S
R en ohm Ω
I en ampère A
U en volt V
Qu’est-ce que la conductivité d’une solution, comment la déterminer ?
La conductivité, notée σ et exprimée en S.m-1, représente concrètement la capacité d’une solution à faire passer du courant électrique, en prenant en compte les conditions de l’expérience
Pour la déterminer, on place deux plaques électrodes dans la solution
σ=L/S * G
L la distance entre les plaques en Mètres m
S surface des plaques en m2
G la conductance de la solution en Siemens S
σ la conductivité de la solution en S.m-1
Qu’est-ce que la loi de Kolhrausch ?
Soit une solution ionique contenant des ions n Xi différents (i allant de 1 à n) de concentration [Xi] et de conductivité molaire ionique Yi
La conductivité σ se calcule par :
σ=<somme pour i allant de 1 à n>Yi*[Xi] si [Xi]<10^-2 mol.L-1
σ la conductivité de la solution en S.m-1
Yi la conductivité molaire ionique en S.m2.mol.-1
[Xi] concentration de Xi en mol.L-1
Qu’est-ce que la loi de Beer-Lambert ?
L’absorbance d’une solution à une longueur d’onde donnée Y est :
A_Y=E_Y * l * C si C<10^-2 mol.L-1
A_Y est l’absorbance à la longueur d’onde Y
E_Y est le coefficient d’extinction molaire de l’espèce absorbante à la longueur d’onde Y en L.mol-1.cm-1
l est la largeur de la cuve en cm
C est la concentration en espèce absorbante en mol.L-1
Pour des conditions expérimentales fixées (donc Y, E_Y et l constants) l’absorbance est donc proportionnelle à la concentration, de coefficient de proportionnalité E_Y * l
L’absorbance est une valeur additive : une solution composée de n autres solutions d’absorbances A_1, A_2, …, A_n a une absorbance de A_1 + A_2 + … + A_n
Que signifie doser une espèce chimique en solution ?
Doser une espèce chimique signifie déterminer sa concentration en quantité de matière dans la solution
Qu’est-ce qu’un dosage par étalonnage, quel est son intérêt, et comment le mettre en oeuvre ?
On dose l’espèce chimique en solution en comparant une des grandeurs physique de la solution (dépendant de sa concentration en espèce chimique) à la même grandeur physique d’autres solutions dites étalons dont on connaît les concentrations
Si cette espèce est colorée on va comparer l’absorbance, si cette espèce est conductrice de courant, on va comparer la conductivité
Pour procéder à un dosage par étalonnage,
- Préparer les étalons par dilution d’une solution mère dont la concentration est connue
- Mesurer la grandeur physique étudiée pour chaque étalon et tracer la courbe d’étalonnage (représentant la grandeur physique en fonction de la concentration)
- Mesurer la grandeur physique pour la solution dont la concentration est recherchée
- Utiliser l’équation de la modélisation faite par étalonnage, ou en déduire graphiquement, la valeur de la concentration en espèce chimique dans la solution étudiée
