La concentration d'un soluté en solution s'exprime en utilisant :
soit la concentration en masse γ :
γ=Vsolution m soluteˊ avec γ en g·L-1 ; la masse m soluteˊ en g ; et le volume Vsolution de la solution en L.
soit la concentration c en quantité de matière :
c=Vsolution n soluteˊ avec c en mol·L-1 ; la quantité de matière n soluteˊ en mol ; le volume Vsolution de la solution en L.
Ces deux concentrations sont liées par la relation :
γ=c⋅MM étant la masse molaire du soluté en g·mol-1.
Dans le cas d'un soluté ionique, les espèces présentes en solution après dissolution sont différentes du soluté initialement dissous.
[X]=Vsolution nX exprime la concentration en quantité de matière de l'espèce X en mol·L-1, avec nX en mol et Vsolution en L.
Éviter les erreurs
La concentration c informe sur la quantité de soluté
apportée par unité de volume et la notation [X] renseigne la concentration de l'espèce chimique X effectivement présente dans la solution.
Doc. 1
Cercle chromatique simplifié
Le zoom est accessible dans la version Premium.
B
Couleur d'une solution
Lorsqu'une solution est traversée par de la lumière blanche. Certaines
radiations sont absorbées et d'autres sont transmises. La couleur perçue d'une solution est complémentaire des radiations absorbées qui traversent la solution. Des couleurs complémentaires
sont diamètralement opposées sur le cercle chromatique (doc. 1).
Plus la concentration d'une espèce chimique colorée en solution est élévée, plus les radiations sont absorbées, et plus la solution est foncée.
Doc. 2
Absorbance d'une solution
Le zoom est accessible dans la version Premium.
C
Absorbance
Pour une longueur d'onde donnée, l'absorbance A quantifie la proportion des radiations incidentes d'intensité I0 absorbées en mesurant l'intensité des radiations non absorbées I (doc. 2). Pour une espèce chimique, la courbe A=f(λ) est appelée spectre d'absorption. Elle permet de déterminer la longueur d'onde, notée λmax, de l'absorbance maximale, notée Amax et correspondant à la couleur complémentaire de la solution (doc. 3).
Un spectrophotomètre permet d'effectuer des mesures d'absorbance sur une gamme de longueurs d'onde qui s'étend sur les ultraviolets proches (200 nm à 400 nm) et le domaine visible (400 nm à 800 nm).
Doc. 3
Le bleu de méthylène
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Application
On dissout une masse m= 0,15 g de chlorure de cobalt de formule CoCl2 dans un volume Vsol de 50,0 mL d'eau. L'équation de dissolution est : CoCl2(s) → Co2+ (aq) + 2Cl− (aq).
1. Calculer la concentration en masse puis en quantité de matière
de soluté dissous.
2. Calculer la concentration d'ions cobalt (II) et d'ions chlorure dissous en solution.
2. D'après l'équation de dissolution, 1 mole de chlorure de cobalt produit 1 mole d'ions cobalt (II) et 2 moles d'ions chlorure. Ainsi : [Co2+(aq)]=c=2,3×10−2 mol·L-1 et [Cl−(aq)]=2c=4,6×10−2 mol·L-1.
Doc. 4
Solution de chlorure de cobalt
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Données
Masses molaires en g·mol-1 : M(Cl)=35,5 ; M(Co)=58,9.
2
Dosage spectrophotométrique par étalonnage
A
Loi de Beer-Lambert
Pour une longueur d'onde λ donnée, l'absorbance Aλ d'une espèce chimique en solution diluée est proportionnelle à la concentration c en quantité de matière de cette espèce chimique, à l'épaisseur l de solution traversée et à ϵλ, le coefficient d'extinction molaire (qui dépend de la nature de l'espèce chimique) : c'est la loi de Beer-Lambert.
Aλ=ελ⋅l⋅c
avec Aλ sans unité, ϵλ en L·mol-1·cm-1, l en cm et c en mol·L-1.
Pour des conditions expérimentales données (λ, ϵλ et l fixés) :
Aλ=k⋅c
avec k le coefficient de proportionnalité en L·mol-1.
Éviter les erreurs
Dans le cas de plusieurs espèces chimiques colorées
en solution, l'absorbance est additive : A=A(1)+A(2)+…+A(n).
Doc. 5
Courbe d'étalonnage
Le zoom est accessible dans la version Premium.
B
Dosage spectrophotométrique
par étalonnage
Étapes d'un dosage spectrophotométrique par étalonnage :
1. Déterminer la longueur d'onde λmax pour laquelle le spectre d'absorption de l'espèce chimique présente une absorbance maximale.
2. Pour la longueur d'onde λmax, mesurer l'absorbance des solutions étalons et réaliser la droite d'étalonnage représentant la loi de Beer-Lambert, Aλ=k⋅c.
3. Mesurer l'absorbance de la solution à doser et déterminer sa
concentration en exploitant la droite d'étalonnage (doc. 5).
Vocabulaire
Dosage : doser une espèce chimique
consiste à déterminer la quantité de
matière ou la concentration de cette
espèce.
Pas de malentendu
Une mesure d'absorbance peut être réalisée à n'importe quelle valeur de longueur d'onde. Régler le spectrophotomètre sur la valeur λmax permet de comparer des valeurs plus grandes et minimiser ainsi les incertitudes.
Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?
Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.
Oups, une coquille
j'ai une idée !
Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais
Yolène
Émilie
Jean-Paul
Fatima
Sarah
Premium activé
5
essais restants
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.