Analyse spectrale - Contacter la Cellule TICE

Thème : ONDES ET MATIERE, Analyse spectrale
Type de ressources : Activités expérimentales
Notions et contenus :
Spectres UV-visible
Lien entre couleur perçue et longueur d’onde au maximum d’absorption de
substances organiques.
Spectres IR
Identification de liaisons à l’aide du nombre d’onde correspondant ;
Détermination de groupes caractéristiques.
Mise en évidence de la liaison hydrogène.
Spectres RMN du proton
Identification de molécules organiques à l’aide :
- du déplacement chimique ;
- de l’intégration ;
- de la multiplicité du signal : règle des (n+1)- uplets.
Compétences travaillées :
-Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée.
Exploiter des spectres UV-visible.
-Exploiter un spectre IR pour déterminer des groupes caractéristiques à l’aide de
tables de données.
-Associer un groupe caractéristique à une fonction dans le cas des alcools, acide
carboxylique, ester.
-Relier un spectre RMN simple à une molécule organique donnée, à l’aide de
tables de données ou de logiciels.
-Identifier les protons équivalents. Relier la multiplicité du signal au nombre de
voisins.
-Extraire et exploiter des informations sur différents types de spectres et sur leurs
utilisations.
Nature de l’activité : Analyses de spectres et activités expérimentales.
Résumé (en 5 lignes au plus) :
Exemples de pistes d’activités expérimentales utilisant les différentes
spectroscopies UV-Visible, Infra rouge et RMN pour la caractérisation structurale
des principales espèces chimiques qui participent au processus d’acescence ainsi
que leur étude quantitative dans les différents produits de la transformation d’un vin
rouge(13%).
Mots clefs : Spectroscopie- U.V- Visible- IR- RMN- spectres- acidité du vin- degré
d’acidité du vinaigre- degré d’alcool- acescence- piquage du vin.
Académie où a été produite la ressource : Académie de la Martinique

Observer : ondes et matière
Thème : Analyse spectrale
« Quand le vin devient aigre! » : Application de l’analyse
spectrale à l’étude du phénomène d’acescence d’un vin rouge.
Fiche professeur
 Type d’activité :
Documentaire, pistes d’utilisation sur l’analyse spectrale, utilisation des TIC.
 Conseil de mise en œuvre :
-Cette activité intervient après avoir étudié les différentes notions relatives à
l’analyse spectrale (UV-Visible-IR-RMN).
-Elle utilise dans sa globalité des notions et compétences abordées dans
d’autres parties du programme. Sa présentation peut suggérer un étalement
sur plusieurs séances en fonction de la progression choisie par l’enseignant.
Elle peut être utilisée en tant qu’activité de synthèse. Elle peut aussi être vue
sous l’angle d’un sujet support pour aborder différents thèmes du programme
dans le cas d’une lecture verticale de celui-ci par l’enseignant.
-Les différentes pistes d’utilisation proposées, sont autant d’occasions de
mettre en œuvre les deux principales compétences du programme de
terminale : « extraire » et « exploiter » des informations.
-Les différentes études quantitatives proposées peuvent être l’occasion
d’illustrer et d’approfondir les compétences spécifiques relatives aux mesures
et à leurs incertitudes.
-Cette activité peut être accompagnée d’un travail de recherche documentaire
sur les processus naturels de transformation du raisin en vin puis en vinaigre.
-Une partie de l’activité s’appuie sur les acquis de seconde et de première
concernant le thème « lumière et couleur ». Elle peut donc en constituer un
prolongement.
-L’utilisation de l’outil informatique est nécessaire ainsi qu’un accès à internet
(particulièrement pour la piste d’utilisation 4.
 Pré- requis :
-Pour toutes les pistes d’utilisation, les notions relatives à l’analyse spectrale
en UV-Visible, en IR et RMN du proton.
-les alcools.
-Molécules organiques colorées : molécules à liaisons conjuguées, indicateurs
colorés.
-Les réactions d’oxydoréduction.

-Nomenclature des alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxylique et
oxydations.
-Différentes compétences : l’utilisation du spectrophotomètre, la distillation
fractionnée, chauffage à reflux.
 Objectifs et compétences sollicitées :
o Connaissances et capacités expérimentales disciplinaires
En spectroscopie UV-Visible,
-Faire percevoir le lien entre la couleur perçue et la longueur d’onde au
maximum d’absorption pour des espèces organiques.
-Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une
espèce colorée.
En spectroscopie IR,
-Utiliser une table de données pour exploiter un spectre afin de
déterminer des groupes caractéristiques. Associer ensuite ces groupes
caractéristiques à des fonctions en chimie organique. Mettre en
évidence la liaison hydrogène.
En spectroscopie RMN,
-Utiliser une table de données sur les déplacements chimiques, la
notion d’intégration et la multiplicité du signal pour savoir relier un
spectre RMN simple à une molécule organique.
o Compétences transversales
-Identifier un problème, et mettre en œuvre un raisonnement.
-Mobiliser ses connaissances et exercer un esprit critique.
-Rechercher et extraire des informations pertinentes d’un document.
-Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
- Présenter la démarche suivie et présenter les résultats à l’écrit
o Compétences expérimentales
-Proposer un protocole comprenant des expériences, réaliser un
protocole comprenant des expériences, porter un jugement critique sur
la pertinence des résultats obtenus et les valider.
-Estimer la précision de mesures.
o Compétences liées à l’usage des TIC
-L’ordinateur est utilisé pour recueillir des informations, saisir et traiter
des mesures, et pour réaliser des simulations.
o Compétences liées à « extraire et exploiter »

-Choisir de manière argumentée ce qui est à retenir d’une table de
données et des spectres.
-Extraire des informations d’une expérience réalisée ou simulée.
o Compétences sur « mesures et incertitudes »
-Identifier les différentes sources d'erreur (de limite à la précision) lors d'une
mesure : variabilités du phénomène et de l’acte de mesure (facteurs liés à
l’opérateur, aux instruments, etc.).
-Commenter le résultat d’une opération de mesure en le comparant à une
valeur de référence.
 Provenance : Académie de la Martinique
 Adresse du site académique :

Fiche élève:
« Quand le vin devient aigre » : Application de l’analyse
spectrale à l’étude du phénomène d’acescence d’un vin rouge.
1-Introduction
Photo : « Du raisin au vinaigre » (Source : Académie de la Martinique)
L’éthanoate d’éthyle est un ester à odeur caractéristique. Présent dans le vin,
il contribue en quantité modérée à enrichir sa palette aromatique fruitée. En
revanche, lorsqu’il est en excès il provoque l’acescence encore appelé piqûre du
vin. Cet ester est le produit d’une réaction entre l’éthanol et l’acide acétique produit
dans le vin par des bactéries qui le transforment en vinaigre.
Cette activité propose diverses utilisations de la spectroscopie pour la
caractérisation structurale des espèces chimiques qui participent au processus
d’acescence ainsi que leur étude quantitative dans un vin rouge (13%).
2- Piste d’activité 1: « L’éthanol dans le vin »
2. A. Objectifs
Le vin est la plus vieille boisson fermentée connue. Il fallut cependant attendre
les travaux de Pasteur sur cette boisson pour commencer à comprendre les
mécanismes de la transformation du jus de raisin en vin. Un vin est un mélange
complexe de produits organiques et minéraux. Sa masse volumique varie donc
suivant sa provenance et la quantité d’alcool qu’il contient. La teneur en alcool dans
le vin est précisée par son degré alcoolique inscrit sur l’étiquette apposée sur la
bouteille.