Loi de Beer–Lambert : étalonnage de l’absorbance UV-Vis
Mesurer comment l’absorbance d’une solution de KMnO₄ croît linéairement avec la concentration et le trajet optique, puis lire une concentration inconnue directement sur la droite d’étalonnage.
Objectif
Énoncer A = ε·l·c, expliquer le rôle de chaque facteur et utiliser une droite d’étalonnage pour convertir une absorbance mesurée en concentration.
Matériel et réactifs
Solution mère de permanganate de potassium, fioles jaugées pour les dilutions, cuves de 1 cm (et 0,5 cm) en quartz ou en verre et spectrophotomètre UV-Vis réglé vers 525 nm.
Procédure
- Sélectionner les conditions standard (cuve de 1,0 cm, ε ≈ 2 250 L·mol⁻¹·cm⁻¹ à 525 nm) et noter que la droite d’étalonnage passe par l’origine.
- Survoler la droite : l’absorbance vaut la pente fois la concentration, donc tout A mesuré correspond à un c unique — c’est ainsi qu’on dose un inconnu.
- Passer à la cuve de 0,5 cm : la pente est divisée par deux car A est proportionnelle au trajet optique — doubler le trajet double l’absorbance à c fixe.
- Passer à la longueur d’onde où ε est plus grand : une absorptivité molaire plus forte rend la droite plus raide, donc une meilleure sensibilité aux faibles concentrations.
À observer
- Toutes les droites passent par l’origine : à c = 0 rien n’absorbe, quelle que soit la cuve ou la longueur d’onde.
- Pente plus raide = produit ε·l plus grand : même concentration, signal plus fort, dans la limite de linéarité du détecteur.
Explication
La loi de Beer–Lambert A = ε·l·c est linéaire parce que chaque molécule absorbante retire la même fraction de photons : l’absorbance est additive en épaisseur comme en concentration. Elle échoue à forte concentration (interactions moléculaires, lumière parasite, faisceau polychromatique), c’est pourquoi les étalonnages réels restent sous A ≈ 1–2.
Histoire de l’expérience
Chimistes associés
Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.