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Tracer un spectre UV-visible

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Objectif

Tracer le spectre d’absorption UV-visible d’une espèce chimique.

Points clés
  • Les spectres UV-visible de molécules concernent des longueurs d’onde allant de 100 à 800 nm environ.
  • Pour ces spectres, l’absorbance A est tracée en fonction de la longueur d’onde .
Pour bien comprendre
  • Échelle des longueurs d’onde
  • Absorbance
1. Absorbance et spectre UV-visible
L’absorbance A d’une solution est une grandeur sans unité, elle représente la quantité de lumière absorbée selon la longueur d’onde  de la lumière traversée.
Un spectre UV-visible est la représentation graphique de l’absorbance A d’une solution en fonction de la longueur d’onde  de la lumière qui la traverse.

Un spectre UV-visible d'une molécule colorée présente un maximum d’absorption pour une longueur d’onde . Cette longueur d’onde renseigne sur la couleur absorbée par la molécule. La couleur perçue est sa couleur complémentaire.

2. Tracé d'un spectre UV-visible
a. Principe du traçage d'un spectre UV-visible

On mesure la valeur de l’absorbance A de la solution pour chaque longueur d’onde .
Pour les spectres UV-visibles, on utilise habituellement les longueurs d’onde suivantes.

  • Dans l’UV : de 100 à 400 nm.
  • Dans le visible : de 400 à 800 nm.
b. Matériel utilisé

Afin de réaliser le tracé du spectre UV-visible, il faut mesurer l’absorbance d’une solution à différentes longueurs d’onde.
Le matériel de mesure de l’absorbance d’une solution est le suivant :

  • spectrophotomètre ;
  • cuves.

Un spectrophotomètre
c. Mode opératoire

On souhaite tracer le spectre UV-visible d’une solution de permanganate de potassium.

Protocole expérimental

La mesure de l’absorbance d’une solution, à une longueur d’onde donnée, se mesure grâce à une cuve contenant la solution à étudier, que l’on introduit dans un spectrophotomètre.

Une fois les mesures d’absorbance réalisées à l’aide du spectrophotomètre, on obtient par exemple le tableau de valeurs suivant pour une solution de permanganate de potassium.
Longueur d'onde  (en nm) 400 500 525 550 600 700
Absorbance 0,2 1,5 2,4 2 0,2 0
Tracé du spectre UV-visible

Le tableau de valeurs obtenu permet de tracer le spectre UV-visible selon les étapes suivantes.

Méthode
  1. Nommer les axes du graphique avec leur unité.
    • L’absorbance A en ordonnée, sans unité ;
    • La longueur d’onde  en abscisse, en nm.
    Le spectre UV-visible représente en effet l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde .
    On n’oublie pas de donner un titre au graphique.

    Étape 1
  2. Choisir une échelles adaptée aux valeurs du tableau.
    On choisit une échelle adaptée aux valeurs du tableau afin que ce spectre contienne toutes les valeurs du tableau.
    L’absorbance est ici comprise entre 0 et 2,4. On peut par exemple utiliser en ordonnée l’échelle 1 cm → 0,5.
    De même, la longueur d’onde est comprise entre 400 et 700 nm, on peut donc utiliser en abscisse l’échelle 50 nm → 1 cm.

    Étape 2
  3. Positionner ensuite chaque point du tableau sur le graphique.

    Étape 3
  4. Tracer la courbe.
    Relier ensuite chaque point de la courbe au crayon à main levée car il ne s’agit pas d’une droite.
    Lisser au maximum cette courbe en évitant de relier les points entre eux par des segments.
    On obtient la courbe suivante pour notre exemple.

    Spectre UV-visible d’une solution de permanganate de potassium

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Parmi les propositions suivantes, laquelle est vraie ?

Question 5/5

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