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Réaliser des mesures d'absorbance

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Objectif

Réaliser des mesures d’absorbance en s’aidant d’une notice.

Points clés

Les mesures d’absorbance se réalisent à l’aide d’un spectrophotomètre en saisissant les valeurs de longueur d’onde à l’aide du clavier.
Il faut au préalable réaliser le « réglage du blanc » en mesurant l’absorbance du solvant de la solution : on « efface » ainsi l’absorption du solvant de la solution.

Pour bien comprendre

Absorbance d’une solution colorée
Longueur d’onde du rayonnement visible et UV
Spectre UV-visible

1. L'absorbance d'une solution (rappel)

Une solution colorée absorbe une partie de la lumière qui la traverse.

L’absorbance d’une solution, notée A, est une grandeur physique qui mesure la quantité de lumière absorbée en fonction de la lumière qui traverse un échantillon de solution.

L’absorbance n’a pas d’unité ; elle dépend de la longueur d’onde de la lumière et de la concentration de l’espèce colorée de la solution

2. Réalisation d'un spectre UV-visible

a. Principe du fonctionnement du spectrophotomètre

De manière schématique, le principe de fonctionnement du spectrophotomètre est le suivant.

Schéma de fonctionnement interne du spectrophotomètre

Le rôle du prisme est de séparer les diverses radiations (longueurs d’onde) qui ont été transmises à travers la cuve.

Le détecteur va quant à lui mesurer l’intensité lumineuse I transmise pour chacune de ces longueurs d’onde.

Pour chaque longueur d’onde , l’intensité I mesurée est comparée à I₀ pour estimer l’absorbance correspondante, ce qui permet d’établir le spectre UV-visible associé.

Remarque : le spectre UV-visible est la représentation graphique de l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde.

b. Matériel utilisé

La mesure de l’absorbance d’une solution à une longueur d’onde donnée nécessite le matériel suivant :

spectrophotomètre ;
cuves.

Un spectrophotomètre

c. Protocole expérimental

Pour régler la longueur d’onde de la radiation qui va traverser la solution dans le spectrophotomètre, il faut taper la valeur de cette longueur d’onde à l’aide du clavier qui se trouve sur l’appareil.
Il faut respecter les étapes suivantes pour chaque mesure d’absorbance A.

Remplir au ¾ une cuve avec la solution à étudier.
Remplir au ¾ une autre cuve avec le solvant (de l’eau distillée pour les solutions aqueuses).
Cette cuve va permettre de réaliser le réglage du blanc (ou le réglage du zéro) pour le spectrophotomètre, c'est-à-dire d’éliminer l’influence du solvant sur la valeur finale de l’absorbance A.

Explication sur le réglage du blanc
Une solution colorée est constituée d’une espèce responsable de la couleur, diluée dans un solvant (pour les solutions aqueuses, le solvant sera toujours l’eau). En effectuant le réglage du blanc, on ne prend pas en compte l’absorbance du solvant mais uniquement l’absorbance de l’espèce colorée.

Taper la longueur d’onde

pour laquelle on désire mesurer l’absorbance de la solution selon les valeurs demandées.

Par exemple, la première valeur du tableau de valeurs ci-dessous est

= 400 nm.

Longueur d'onde (nm)	400	420	460	500	540
Absorbance A

Introduire dans le spectrophotomètre la cuve qui contient le solvant (eau distillée).
Appuyer sur la touche « ZERO » afin de réaliser le réglage du blanc.
Remplacer la cuve qui contient l’eau distillée par celle qui contient la solution colorée étudiée.
Noter sur le tableau la valeur de l’absorbance A indiquée par le spectrophotomètre.
Procéder de la même manière avec les autres longueurs d’onde.