Gabriel Lambert

Classe de TS TP de Chimie N° 3 ABSORBANCE ET CINETIQUE CHIMIQUE Objectifs : 1- Faire le suivi d'une réaction chimique par spectrophotométrie 2- Passer de l'absorbance d'une solution à la concentration d'une espèce (loi de Beer – Lambert) 3- Déterminer graphiquement la vitesse d'une réaction à partir de la courbe de l'absorbance en fonction du temps 4- Etudier l'influence de la concentration initiale des réactifs sur la vitesse d'une réaction 1. Solutions utilisées • Solution S1

Elaboration d’un nouvel outil pour suivre l’évolution d’une transformation chimique : le tableau d’avancement ou d’évolution d’un système chimique. Type d’activité : - Démarche scientifique Activité expérimentale Pré- requis : - Loi de Beer-Lambert Notions et contenus: Réaction chimique : réactif limitant, stœchiométrie, notion d’avancement.  Compétences spécifiques à cette activité : Identifier le réactif limitant, décrire quantitativement l’état final d’un système chimique. Interpréter

absorbée par une substance colorée, grandeur appelée absorbance et notée A. L’expérience montre que A dépend de la concentration de la substance qui absorbe la lumière et de la longueur d’onde  de la lumière absorbée. 1. Enoncez la loi de Beer-Lambert. 2. A partir du spectre (ci-dessous) de la solution du complexe [Fe(SCN)]2+, justifiez l’emploi d’une source de lumière bleue dans le spectrophotomètre. A 400 500 600 700 λ (nm) Bac blanc Lyautey 2003 Dosage de l’élément fer dans

l’enzyme = (672/2,1.10-8)x1 = 3,18.1010 UI.mol-1.= (1,12 10-5/2,1.10-8)x1 = 530 Kat.mol-1 Correction exercice 2: La vitesse est suivie par spectrophotométrie, ainsi pour calculer la vitesse de disparition du substrat on va utiliser la loi de Beer-Lambert : Abs = ε.l.c, ici seul le produit de la réaction absorbe donc Abs = ε.l.[P] et la variation de concentration de P est ∆Abs = ε.l.∆[P] ∆[P] = ∆Abs/ ε.l = 0,6/ 5000x1 = 1,2 10-4 mol.L-1 = 120 µmol.L-1 Le milieu réactionnel a un volume final de 3 +

soluté apporté en chlorure de sodium dans un sérum physiologique. La conductivité du sérum physiologique est σsérum = 0,90 mS.cm-1. 1. Méthode graphique 2. Méthode analytique Remarque : Correspondance entre loi de Beer-Lambert et loi de Kohlrausch Loi de Beer-Lambert : A= n Loi de Kohlrausch : σ= n i [Xi ] i 1 k i [Xi ] i 1 A : absorbance de la solution (sans unité) [Xi] : concentration molaire d’‛une espèce colorée en solution (en mol.L-1) ki : coefficient de proportionnalité

| 13 | 13,5 | 14 | 14,5 | 15 | | Absorbance à 415nm | 0.523 | 0.534 | 0.544 | 0.554 | 0.563 | 0.572 | 0.580 | | Graphique (annexe 1) Calculs D’après la loi de Beer-Lambert A = ε . l . C Avec A : Absorbance (sans unité) ε : coefficient d’extinction molaire (en L.mol-1.cm-1) l : longueur de la cuve (en cm) C : concentration de la solution (en mol/L) Alors sachant que dans notre situation on détermine l’absorbance

1°S Observer –Couleurs et images TP 8 : Dosage spectrophotométrique  A l’aide d’une pipette graduée, préparer dans différents tubes à essais cinq solutions à partir d’une solution S1 de bleu brillant de concentration molaire c1 = 1,0.10-5 mol.L-1 ; Tubes à essai 1 2 3 4 5 Volume V de solution S1 (mL) 2 4 6 8 10 Volume V’ d’eau distillée (mL) 8 6 4 2 0  Dans une fiole jaugée de 100 ml, préparer une solution S2 de sirop de curaçao dilué dix fois ;  Enregistrer les spectres d’absorption des

absorption de longueur d’onde et désexcitation par réémission de longueur d’onde ou chaleur. La loi d'absorption en absorption atomique L'intensité de l'absorption dépend directement du nombre de particules absorbant la lumière selon la loi de Beer Lambert selon laquelle l'absorbance est proportionelle au coefficient d'absorption spécifique a, au trajet optique b et à la concentration c. A = abc où A = log Io/I. I = intensité après absorption par les atomes Io = intensité initiale de la source lumineuse

l’aide d’un spectrophotomètre, nous pouvons mesurer l’absorbance A (ou DO) d’une solution. C’est-à-dire sa capacité à absorber la lumière d’une certaine longueur d’onde, et cette absorbance est directement liée à la concentration selon la loi de Beer-Lambert : A = Ɛ x l x C avec Ɛ = coefficient d’absorption molaire (L.mol-1.cm-1) l = épaisseur de la cuve (cm) C = concentration de l’espèce chimique dosée (mol.L-1) Gamme étalon Nous établissons une gamme étalon de 7 tubes

79·10-5 × 1,75·10-3) ÷ 2·10-3 = 1,57·10-5 M = ncuve On peut donc en déduire directement 1/[PNPP] = 1 ÷ 1,57·10-5 = 63694,26 M-1 On peut désormais calculer la concentration en PNP au cours de la réaction, on utilise pour ce faire la loi de Beer-Lambert: D.O = ε × l × c D.O : absorbance lue l : longueur de la cuve, soit 1cm ε : coefficient d’extinction molaire de l’espèce en M-1·cm-1 c : concentration de la solution dans la cuve en mol·L-1 3 /7 Sachant que notre volume final dans la cuve est de