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STAGE - ANALYSE SPECTRALE

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Spectre UV-visible

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La spectroscopie UV-visible est une méthode d’analyse et d’identification des espèces chimiques.

 

Pour obtenir un spectre UV-visible, on utilise une radiation électromagnétique d’intensité $I_0$ et de longueur d’onde $\lambda$ qui traverse une cuve contenant la solution chimique à analyser et on mesure l’intensité sortante $I$.

Si la longueur d’onde de la radiation électromagnétique est inférieure à 380 nm, alors elle appartient au domaine de l’ultraviolet.

Si elle est comprise entre 380 nm et 780 nm, alors elle appartient au domaine du visible.

 

Le principe de la spectroscopie UV-visible est de comparer l’intensité sortante par rapport à l’intensité entrante. Afin d’y parvenir, il est nécessaire d’introduire une nouvelle grandeur, l’absorbance, définie par $A_{\lambda} = \log \left( \dfrac{I_0}{I} \right)$. Ainsi, plus l’absorbance est grande, plus l’espèce chimique a absorbé cette radiation.

 

 

On peut établir le spectre d’absorbance de la solution qui consiste à faire varier la longueur d’onde de la radiation électromagnétique et de calculer pour chaque mesure l’absorbance associée. Ce dernier permet d’obtenir la longueur d’onde correspondant au maximum d’absorption, que l’on note $\lambda_{max}$, et que l’on trouve en lisant la valeur de l’abscisse du maximum d’absorbance.

 

 

La couleur de l’espèce chimique correspond à la couleur complémentaire de la couleur correspondant à $\lambda_{max}$. Si $\lambda_{max} = 530 $ nm, ce qui correspond à la couleur vert, alors la solution apparait de la couleur diamétralement opposée au vert sur l’étoile chromatique: le violet.

Il existe des groupements d’atomes qui possèdent une longueur d’onde d’absorption maximale caractéristique : les chromophores, comme le groupement –NH$_2$ avec $\lambda_{max} = 195$ nm.

Ainsi, si on trouve un λmax égal à 195 nm, on peut dire qu’il y a probablement un groupement amine dans la molécule. Il existe des tables répertoriant les longueurs d’onde maximales en fonction des groupements caractéristiques qu’il n’est pas nécessaire de connaître par cœur car elles seront fournies pour résoudre les exercices.

Enfin, plus le nombre de doubles liaisons en position conjuguées augmente, plus la longueur d’onde du maximum d’absorption augmente. Deux doubles liaisons sont en position conjuguées si elles sont séparées par une liaison simple. Par exemple : - CH = CH - CH = CH -.