SOLUTIONS COLOREES

1ère S
Observer 7 : Solutions colorées
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1ère S
Observer 7 : Solutions colorées
2 Loi de Beer-Lambert
SOLUTIONS COLOREES
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Voir TP "Eau de Dakin"
2.1 Enoncé de la loi
Rappel seconde :
La concentration massique ou teneur massique d’une solution est la masse de soluté par litre de
solution.
Pour une masse, m, de soluté dans un volume, v, de solution, la concentration massique, t, est :
t=
t en
m en
v en
La concentration molaire d’une solution est la quantité de matière de soluté par litre de solution.
Pour une quantité de matière, n, de soluté dans un volume, v, de solution, la concentration molaire, c,
est :
c=
c en
n en
v en
1 Absorbance
1.1 Couleur d’une solution
Une solution qui laisse passer la totalité du spectre de la lumière blanche paraît incolore. Si au contraire elle
absorbe une partie de ce spectre, elle apparaîtra colorée.
Les mesures réalisées en TP montrent que pour une longueur d’onde et une solution donnée, l’absorbance et la
concentration sont proportionnelles : A = k×c. D’autres mesures montrent que l’absorbance est également
proportionnelle à la largeur de la cuve traversée par la lumière.
L’absorbance A d’une solution vérifie :
A = ε×ℓ×c
A : absorbance sans unité
c : concentration molaire en ……………………
ℓ : largeur de la cuve en ……………………………
ε : coefficient d’absorption molaire en …………………………………
Remarque :
ε dépend de la nature de l’espèce chimique en solution et de la longueur d’onde.
L’absorbance d’un mélange est égale à la somme des absorbances de chacune des espèces en solution.
2.2 Dosage par étalonnage
Doser une espèce chimique en solution c’est déterminer la concentration molaire de
cette espèce dans la solution.
L’utilisation de la loi de Beer-Lambert va permettre de doser une espèce chimique si celle-ci est responsable de la
coloration de la solution. Il suffit pour cela de comparer l’absorbance de la solution contenant l’espèce à doser à
une courbe A = f(c) obtenue à partir d’une gamme étalon de solution de concentrations connues contenant la même
espèce chimique.
La loi de Beer-Lambert permet de doser…………………………... une espèce chimique
responsable de la coloration d’une solution.
Une solution parait colorée si elle ……………. une partie du spectre visible.
Remarque :
La couleur de la solution correspond à la superposition des radiations non absorbées.
Dans le cas ou la solution n’absorbe qu’un seul domaine de couleur, la couleur de la
solution est la couleur complémentaire de la couleur absorbée.
Remarque :
Si la courbe d’étalonnage peut être obtenue avec n’importe quelle longueur d’onde, expérimentalement
on utilise la longueur d’onde correspondant au maximum d’absorbance, λmax, pour limiter les incertitudes
de mesures (car les valeurs de A sont les plus grandes).
Lors d’un mélange de solutions colorées, le mélange absorbe l’ensemble des radiations absorbées par chacune
des solutions mélangées.
3 Indicateurs colorés Voir TP "En couleur, c’est trop chou"
La couleur du mélange de deux solutions colorées résulte de la synthèse ……………….
1.2 Absorbance – Spectre d’absorption
Lorsque la lumière blanche traverse une solution colorée, une partie de la lumière incidente est absorbée et donc
une partie est transmise (elle passe au travers de la solution)
L’absorbance d’une solution est liée, à une longueur d’onde donnée, à la proportion de
lumière absorbée par la solution.
C’est une grandeur positive, sans unité, notée A.
Remarques :
L’absorbance se mesure avec un spectrophotomètre.
Sa valeur est d’autant plus grande que la proportion de lumière absorbée est importante.
On note parfois Aλ pour rappeler que c’est une valeur qui dépend de la longueur d’onde.
A l’aide d’un spectrophotomètre, on peut mesurer l’absorbance d’une solution pour différentes longueurs d’onde,
on peut alors tracer le graphe de l’absorbance en fonction de la longueur d’onde.
Le graphique représentant les variations de l’absorbance en fonction de la longueur
d’onde (A = f(λ)) est appelé spectre d’absorption.
Remarque :
Un spectre d’absorption présente des pics (valeurs élevées) pour les couleurs absorbées.
Les indicateurs colorés sont des molécules dont le spectre d’absorption dans le visible
dépend du milieu dans lequel elles se trouvent.
Ainsi le jus de chou rouge ou des solutions comme le bleu de bromothymol, l’hélianthine, la phénolphtaléine ont
des couleurs différentes selon le pH de la solution. Ce sont des indicateurs colorés acido-basique.
Pour certaines espèces, c’est le solvant qui va avoir une influence sur la couleur, pour d’autres la température ou
la présence d’humidité ou du dioxygène de l’air…
La couleur des espèces chimiques peut dépendre d’un certain nombre de facteurs tels
que :
le pH
le solvant
la température
la lumière
etc…
Remarques :
Lorsque la couleur dépend du solvant, on parle de solvatochrome.
Lorsque la couleur dépend de l’irradiation lumineuse, on parle photochrome.
Dans le cas de teinture, la nature même de la fibre textile peut avoir une influence sur la couleur du
colorant utilisé.