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Méthodes physiques d’analyse
20/09/2023
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SPÉ PHYSIQUE-CHIMIE LES DOSAGES PAR ÉTALONNAGE Réaliser un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration C d'une espèce en solution en comparant une grandeur physique, caractéristique de la solution, à la même grandeur physique mesurée pour des solutions étalons de concentrations connues. DOSAGE SPECTROPHOTOMÉTRIQUE La grandeur physique mesurée est l'absorbance A d'une solution absorbante. L'absorbance est mesurée avec un spectrophotomètre. Pour une longueur d'onde A fixée, si la solution est suffisamment diluée (A inférieur à environ 1,2). l'absorbance A d'une solution est proportionnelle à la concentration C en espèce absorbante. A A Amesurée CHAPITRE 2 Methodes physiques d'analyse 0+ 0 Domaine de linéarité Cinconnue C (mol-L-¹) sans unité en L.mol .cm ->La loi de Beer-Lambert correspond au domaine de linéarité de la courbe A = f(C). Dans ce domaine : A = k * C. La Loi de Beer-Lambert traduit la proportionnalité entre A et C: en cm A=E*I*C=k* C @ambrelmr_ en mol.L-¹ en L.mol-¹ DOSAGE CONDUCTIMÉTRIQUE La grandeur physique mesurée est la conductivité d'une solution ionique. La conductivité est mesurée avec un conductimètre. La conductivité O traduit la capacité d'une solution ionique à conduire le courant électrique, elle s'exprime en Siemens par mètre (S.m-¹) Chaque ion participe de façon particulière à la conduction du courant électrique, on lui attribue donc une conductivité molaire ionique notée . Ainsi, la conductivité d'une solution dépend de la nature des ions présents ainsi de la concentration de la solution en ces ions. que to (S-m-¹) @ambrelmr_ mesurée- Domaine de linéarité Cinconnue C (mol-L-¹) ->La loi de Kohlrausch correspond au domaine de linéarité...
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Légende alternative :
de la courbe O = f(C). Dans ce domaine: O=k* C. Une solution ionique diluée contenant les ions X₁ de concentration en quantité de matière [X] et de conductivité molaire ionique Ax, a une conductivité O: S.m².mol-¹ S.m¹= x₁ *[ X; ]—mol.m¯³ Les lois de Kohlrausch O = kx C et de Beer-Lambert A = kx C ont des équations analogues. Si la solution ionique est suffisamment diluée (C < 10-2 mol.L-¹) et ne contient qu'un seul soluté ionique. conductivité est proportionnelle à sa concentration C en soluté ionique apporté. La loi de Kohlrausch traduit la proportionnalité entre O et C: O=kCen mol.L-¹ S.m →en S.L.m-mol-¹ CHAPITRE 2: METHODES PHYSIQUES D'ANALYSE LA DÉTERMINATION D'UNE QUANTITÉ DE GAZ L'ÉQUATION D'ÉTAT DU GAZ PARFAIT @ambrelmr_ À l'échelle microscopique, un gaz est modélisé par un ensemble d'entités (molécules ou atomes] en mouvement désordonné. Un gaz est dit « parfait » si la taille de ses entités est négligeable devant la distance qui les sépare et si les interactions entre elles sont négligeables. A basse pression, tous les gaz peuvent être assimilés à des gaz parfaits. en m' la constante des gaz parfaits : L'équation d'état du gaz parfait s'écrit : P *V = n*R*Ten K P-V = ² en Pa mol en L'équation d'état du gaz parfait permet de calculer une quantité de matière de gaz : n =P* V R&T VOLUME MOLAIRE ET QUANTITÉ DE GAZ À température et pression fixées, une même quantité de gaz parfait occupe le même volume Le volume molaire Vm d'un gaz parfait est le volume occupé par une mole la constante des gaz parfaits soit le gaz. Ten K en Pa quel que de ce gaz : en m'mol- ● en mol Le volume molaire Vm permet de relier la quantité de gaz n à son volume V : n = V Vm LA SPECTROSCOPIE 2,0- 2,5- 1,5 1,0- 0,5- A 0.0 (nm) 600 700 Amax=530 nm SPECTRE D'ABSORPTION 400 500 ● 100- 80- 60- 40- Vm= R LA SPECTROSCOPIE UV-VISIBLE 20- T (96) 4000 Absorbance maximale o(cm¹) X LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE H₂C- I 3 000 La spectroscopie infrarouge (IR) est une technique d'analyse des molécules utilisée en chimie organique. L'identification des bandes d'absorption du spectre IR nécessite l'utilisation de tables de spectroscopie IR qui indiquent l'intensité de la bande d'absorption d'une liaison chimique et sa largeur. Un spectre infrarouge renseigne sur la nature des liaisons présentes dans une molécule et permet d'en identifier les groupes caractéristiques. Largeurs BANDES D'ABSORPTION 0-CH₂-CH3 2 000 C=0 ester www 1500 R= 8,314 Pa.m.mol-K-¹ ou J.mol-¹.K-¹ Les solutions colorées absorbent dans le domaine visible, entre 400 et 800 nm. Les solutions incolores peuvent absorber des radiations dans le domaine ultra-violet. Le graphe qui représente l'absorbance A en fonction de la longueur d'onde est appelé spectre d'absorption << UV-visible ». table 1000 en L 500 La valeur de la longueur d'onde correspondant à l'absorbance maximale du spectre d'absorption, de même que l'allure du spectre, peuvent permettre l'identification d'une espèce chimique. @ambrelmr_ Gaz parfait Gaz réel À Đ=0 °C À Đ=0 °C, P=1,0 x 105 Pa. P=2,0 × 10° Pa. MODÈLE DU GAZ PARFAIT en L.mol-¹ SPECTRE IR DE L'ÉTHANOATE D'ÉTHYLE CONVERSIONS D'UNITÉS -> De pression: 1 bar = 105 Pa = 10³ hPa -> De volume : 1m² = 10³ dm³ = 10³ L 1m³ = 106 cm³ = 106 mL de température : T(K) = 0(°C) + 273 Intensité large fine forte moyenne faible V VIT CHAPITRE 2: METHODES PHYSIQUES D'ANALYSE ● RAPPEL DES GROUPES CARACTÉRISTIQUES & DES FAMILLES CHIMIQUES Liasons O-H OH N- Groupe Hydroxyle Carbonyle Carboxyle Alcène Amine Amide Ester @ambrelmr_ Fonction / famille Alcool Aldéhyde / cétone Acide carboxylique Alcène Amine Amide Ester @ambrelmr_ Nombre d'ondes [cm-¹ ] 3200-3400 Bande forte et large Aldéhyde: 2 750-2 900 2 bandes moyennes Cétone: 1705-1725 et fines (C-H) Bande forte et 1720-1740 fine Bande forte et fine (C =0) 2 500 -3 200 Bande forte et large (0 - H) 1680-1710 Bande forte et fine (C = 0) 1625-1685 Bande moyenne 3100-3500 Bande moyenne 1650 - 1700 Bande forte et fine 1700-1740 Bande forte et fine