[PDF] Exercice II: Spectrophotométrie (55 points)





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EXERCICE II – Spectrophotométrie (55 points)

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Spectrophotométrie

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Exercice II: Spectrophotométrie (55 points)

Bac S Pondichéry 2012

EXERCICE II Spectrophotométrie (5,5 points)

La lumière est un " outil » précieux en chimie analytique. En effet, toute espèce chimique est

susceptible dinteragir avec des radiations lumineuses. Par exemple, une espèce colorée X absorbe

certaines radiations visibles. Le principe de la spectrophotométrie repose sur la mesure de labsorbance A de lespèce X en

solution dans un solvant Y. Cette grandeur A est le résultat de la comparaison de deux intensités

lumineuses : celle dune radiation monochromatique ayant traversé une cuve transparente

contenant le solvant Y, et celle de la même radiation émergeant de la même cuve contenant la

solution de lespèce X dans le solvant Y. Schéma de principe dun spectrophotomètre à prisme

1ère partie : Lumière et spectrophotométrie

1.1. Donner les valeurs limites des longueurs donde du spectre visible dans le vide et

les couleurs correspondantes.

1.2. Situer, du point de vue de leur longueur donde, les rayonnements ultraviolets et

infrarouges par rapport au spectre visible.

1.3. Le rôle du monochromateur dans un spectrophotomètre est de sélectionner une

radiation monochromatique particulière. Donner la définition dune lumière monochromatique.

2ème partie : Dosage colorimétrique par étalonnage

On se propose de déterminer la concentration en diiode dans une teinture diode

officinale. On commence par diluer 200 fois la teinture diode (trop concentrée pour une

étude spectrophotométrique directe). La solution aqueuse obtenue à lissue de cette

dilution est appelée solution S. Par ailleurs, on dispose dun ensemble de solutions aqueuses de diiode notées Di (D1, D2, etc.) de concentrations connues toutes différentes. Ces solutions ont des colorations proches de celle de la solution S.

Données :

Spectre dabsorption dune solution aqueuse de diiode de concentration molaire c = 3,0 10

3 mol.L

1

Masse molaire atomique de liode : 127 g.mol

1 Écart relatif entre une valeur expérimentale Gexp et une valeur attendue Ga dune grandeur quelconque G : exp a a GG G

2.1. On peut trouver expérimentalement un encadrement de la concentration en

diiode de la solution S, sans utiliser un spectrophotomètre.

2.1.1. Expliquer brièvement la méthode.

2.1.2. -il que les récipients

utilisés (tubes à essais ou béchers) soient tous identiques ?

2.2. À laide dun spectrophotomètre, on mesure labsorbance Ai de chaque solution

Di de diiode, puis celle de la solution S.

2.2.1. Donner la valeur dune longueur donde qui vous paraît bien appropriée pour ces

mesures. Justifier brièvement.

2.2.2. On obtient les résultats suivants :

Concentration C de la solution en µmol.L

1 50 100 250 500 750 1000

Absorbance A de la solution 0,041 0,10 0,22 0,46 0,70 0,87

Absorbance de la solution S : A = 0,78.

La courbe détalonnage de labsorbance en fonction de la concentration molaire C en diiode est fournie en annexe. La relation entre labsorbance A et la concentration C est appelée loi de Beer-Lambert.

Elle sécrit : A = k

C avec k une constante et C la concentration molaire de lespèce

colorée dans la solution. La courbe détalonnage obtenue est-elle en accord avec cette

loi ? Justifier.

2.2.3. Déterminer graphiquement la concentration molaire CS.exp en diiode de la

solution S. En déduire la concentration molaire Cexp en diiode de la teinture diode officinale.

2.3. La teinture diode officinale est étiquetée à 5,0 % en masse de diiode. Sa masse

volumique est = 9,0

102 g.L

1.

2.3.1. À partir de ces données, vérifier que la concentration massique Cm en diiode

attendue dans cette teinture est 45 g.L 1.

2.3.2. En déduire la valeur de la concentration molaire attendue en diiode dans cette

teinture. On la notera Ca.

2.3.3. Calculer lécart relatif entre la valeur expérimentale Cexp à la valeur Ca. Conclure.

Annexe de lexercice II à rendre avec la copie

Questions 2.2.2 et 2.2.3. : Courbes détalonnage :

Bac S Pondichéry 2012 Correction

EXERCICE 2 : Spectrophotométrie (5,5 points)

1ère partie : Lumière et Spectrophotométrie

1.1. Les longueurs donde du spectre visible dans le vide sont comprises entre

= 400 nm pour le violet et = 800 nm pour le rouge.quotesdbs_dbs2.pdfusesText_3
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