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Techniques d’indentification des molécules organiques
Chapitre 4 du livre
Problème Comment faire pour analyser une molécule dans un mélange naturel? Comment s’assurer que le produit obtenu lors d’une réction est bien celui attendu ?
3 techniques abordées basées sur les interactions entre un rayonnement électromagnétique et la matière
1.1.Rappels sur les couleurs
Lumière blanche
(contient toutes les radiations)
Lumière transmise
Collège : la solution « absorbe tout sauf le bleu » donc on la voit bleue
De la lumière blanche traverse une solution :
Le sulfate de cuivre absorbe une bande de radiations
Seconde : à une couleur correspond une longueur d’onde l
Spectre de la lumière blanche :
l 400 800
(nm)
Spectre de la lumière blanche ayant traversé la solution bleue :
Couleur du sulfate de cuivre
Couleur absorbée
= couleur complémentaire de celle absorbée
Couleur de CuSO4
Couleur complémentaire
l 620 nm lapproximatif)
Schéma approximatif de l’étoile des couleurs :
1.2.le spectrophotomètre
réglage de l
lecture de A
cuve
transparente
Appareil utilisé : le spectrophotomètre
Schéma de principe :
Source de lumière blanche
Monochromateur (sélectionne une seule radiation, de l précise)
Miroir Cuve contenant la solution
Détecteur
I0 I
I0 : intensité lumineuse incidente (avant la traversée de la solution) I : intensité transmise (après traversée de la solution)
Absorbance d’une solution
Grandeur physique qui caractérise l’absorption d’une radiation lumineuse de longueur d’onde donnée par cette solution
I
IlogA 0
A est une grandeur sans unité. Les appareils de mesures usuels mesurent des absorbances comprises entre 0 et 2.
lumière incidente lumière transmise
> < L
cuve transparente
solution colorée
Principe de la mesure de l’absorbance A
l l
On va mesurer la proportion de lumière absorbée par cette espèce chimique colorée.
De quels paramètres dépend A ?
lumière incidente
l violette
lumière transmise
A dépend de la longueur d’onde utilisée
Pour le permanganate de potassium : • Il laisse passer le violet : A ≈ 0 • Il absorbe le jaune : A > 0
Deux solutions de concentrations différentes
A dépend de la concentration
L 1 L 2
La même solution dans deux béchers d’épaisseurs différentes
A dépend de l’épaisseur de la solution
Loi de Beer-Lambert :
lA ( ) . L . c
= cste k
car L = cste et l aussi
Domaine et allure du spectre : λ de 100 à 800 nm (Rappel : visible 400-800 nm) Spectre : A = f(λ) •
1.3. spectres d’absorption
liaison multiple Effet de la délocalisation : la délocalisation (alternance simple ; double liaison) QUAND N AUGNENTE a) λ augmente (effet bathochrome) et on
passe du domaine des UV vers le visible
b) augmente l’absorbance (effet hyperchrome)
La présence de deux liaisons doubles conjuguées dans une molécule ne suffit a priori pas pour que celle-ci soit colorée. Une molécule organique absorbe une longueur d’onde d’autant plus grande que le nombre de doubles liaisons conjuguées dans celle-ci est grand.
1.4. que peut faire avec un spectro ?
Identifier une espèce chimie avec un spectre UV-Visible
PERMANGANATE DE POTASSIUM
Dosage par étalonnage ….