spectrophotometrie d`absorption dans l`uv-visible
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SPECTROPHOTOMETRIE D’ABSORPTION DANS L’UV-VISIBLE PLAN I. Introduction II. Rappels physiques 1. 2. 3. 4. 5. La lumière Types d’énergie Notion de spectre Les transitions électroniques Groupements participant à l’absorption III. Aspects quantitatifs 1. Définitions 2. Loi d’absorption de Beer – Lambert 3. Application au dosage IV. Appareillage 1. 2. 3. 4. 5. Source lumineuse Monochromateur Cuves Détecteur Configurations Le spectre électromagnétique E augmente l augmente Interaction lumière - matière Dépend du type d’onde électromagnétique donc de l’énergie l augmente E augmente L’onde excite les électrons des atomes L’onde fait vibrer les molécules L’onde fait tourner les molécules L’onde fait tourner les noyaux de certains atomes Diagramme énergétique d’une molécule Transitions possibles sous l’effet de rayons UV/visible En général, les transitions électroniques ne dépassent pas le 1er niveau excité S1. 3. Notion de spectre • Spectre de raie – spectre de bande Atome Molécule 4. Les transitions électroniques • Transitions entre les différentes orbitales moléculaires • Passage d’un électron d’une orbitale liante à une orbitale anti-liante • Principales transitions: III. ASPECTS QUANTITATIFS 2. Loi d’absorption de Beer - Lambert • Relation entre l’intensité de la lumière absorbée à la concentration des molécules en solution, pour une longueur d’onde l donnée • I = I0 . e (- e l c) • DO = A = e . l . C Avec: e : coefficient d’absorption (ou d’extinction) molaire (L.mol-1. cm -1) l : trajet optique (cm) c : [ ] de la substance en solution (mol /L) Spectre UV / visible Courbe d’étalonnage On se place à la l de travail et on réalise une courbe d’étalonnage IV. APPAREILLAGE Eléments d’un spectrophotomètre : Source Monochromateur Cellule de mesure Spectrophotomètres : - Conventionnels ou à barrette de diodes - Mono-faisceau ou double faisceau Détecteur Lecture 2. Monochromateur • Dispositif qui permet de sélectionner une lumière monochromatique → bande spectrale très étroite de l donnée • Constitué par – Fente d’entrée – Système de dispersion : filtre, prisme ou réseau – Fente de sortie 4. Détecteurs Photomultiplicateur • Photon arrache un électron de la cathode par effet photoélectrique • Electron accéléré vers une 2ème électrode (dynode) • Energie de l’électron incident permet d’arracher d’autres électrons → effet multiplicatif Photodiode • Semi-conducteur • Photons provoquent le transfert d’électrons → lacunes • Nombre de lacunes fonction de la quantité de lumière reçue Barrettes de diodes • Grande quantité de diodes miniaturisées • Analyse la lumière polychromatique → mesure simultanée sur toute l’étendue du spectre • Permet un tracé très rapide des spectres d’absorption 5. Configurations a. Spectrophotomètres conventionnels Mono-faisceau: • Utilisé à l fixe • Une seule cuve • Lecture contre un blanc Mono-faisceau: Double faisceau: • Lumière séparée en 2 faisceaux: - 1 sur référence - 1 sur échantillon b. Spectrophotomètre à barrettes de diodes Optique inversée
