Le spectrophotomètre
Principe
Le principe est simple : on cherche à savoir quelle est l'absorbance à chaque valeur
de la longueur d'onde. On utilise donc un système de type monochromateur pour fixer la
longueur d'onde et un photomultiplicateur vient enregistrer l'absorbance correspondante.
Il suffit de faire varier la longueur d'onde sur une plage adéquate pour obtenir un
spectre.
Une source de lumière est rendue monochromatique à travers un système dispersant
(prisme) ou un système diffractant (réseau). Le faisceau est dédoublé. Un faisceau
traverse la cuve et l'autre sert de référence (passe à travers une cuve de solvant). Un
photomultiplicateur enregistre le spectre de transmission T = I / Io puis traite
l'information de façon à donner l'absorption. Le spectre est ensuite affiché et traité
par un ordinateur qui détermine les différentes longueurs d'onde d'absorption maximale
ainsi que les absorptions correspondantes.
Approfondissement
: loi de Beer-Lambert
Manipulation
La manipulation dépend du spectroscope utilisé. Néanmoins, il est impératif de
préparer au moins deux cuves :
- une cuve où le produit dont on veut le spectre est dilué dans un solvant
- une cuve de solvant pur qui servira de référence (appelé le
" blanc ")
On réalise le spectre entre une longueur d’onde de départ et une longueur
finale.
Remarque : le solvant peut être un mélange de solvant.
Le blanc est nécessaire. En effet, si le solvant absorbe dans le domaine de longueur
d’onde choisit pour tracer le spectre, on va avoir superposition des courbes. Le
spectrophotomètre fait la différence des deux signaux de transmission : il ne reste plus
que le spectre du produit dilué.
Application au dosage
Comme l'absorbance est proportionnelle à la concentration, plusieurs spectres à
longueur d'onde fixée (lmax) peuvent être utilisés pour un dosage
ou un suivi quantitatif de réaction.
Deux techniques de dosages sont utilisées en spectrophotométrie :
- la méthode de la gamme d'étalonnage
- la méthode des ajouts dosés
La
méthode de la gamme d'étalonnage consiste à préparer des solutions
dont la concentration encadre la solution de concentration inconnue.
L'absorbance mesurée pour chacune de ces solutions permet d'établir un
graphe où l'on trace A = f(C). Il ne reste plus qu'à placer l'absorbance de
la solution inconnue et l'on obtient la concentration inconnue.
Animation
en plein page
Feuille Excel
d'application
La méthode des ajouts dosés consiste à ajouter plusieurs fois un
même volume d'une solution de concentration connue à un volume donné de
concentration inconnue. Un travail graphique ou mathématique se basant aussi
sur la proportionnalité entre A et C permet de trouver la concentration
inconnue. Cette méthode est la plus employée des deux.
Feuille Excel
d'application
Dosage des ions fer(III) complexés par l'orthophénanthroline
par spectrophotométrie
Bibliographie
- Polster et Ladmann 1989 - Spectrometric Titrations -
VCH.
