Correction exercices : la loi de Beer-Lambert Exercice 13

Correction exercices : la loi de Beer-Lambert
Exercice 13 p. 93
1. L’absorbance de la solution est maximale autour de 430nm. La solution de diiode absorbe donc
davantage dans le bleu.
2. Pour mesurer l’absorbance d’une solution de diiode avec la meilleure précision, il faut régler le
spectrophotomètre sur la longueur d’onde : λmax ≈ 420 nm.
3. Une solution qui absorbe principalement dans le bleu a une couleur complémentaire dans le jaune.
Exercice 19 p.93
1. Les longueurs d’onde 220 nm et 320 nm étant inférieures à 400 nm, elles appartiennent au
domaine des ultraviolets (UV).
2. Il faut régler le spectrophotomètre sur la longueur d’onde correspondant au maximum d’absorbance
soit ici à λmax = 271 nm.
3. Le graphe A = f(t) est une droite passant par l’origine, donc l’absorbance est proportionnelle à la
concentration t en caféine. Le café le « plus excitant » est celui dont l’absorbance mesurée est la
plus grande. Comme A2 > A1, la boisson 2 a la plus grande concentration en caféine.
Pour A2 = 0,53, la concentration massique en caféine est 17 mg.L-1.
Exercice 20 p. 93 :
Traduction du texte et des questions :
« L’étiquette d’un sirop de menthe indique qu’il contient deux colorants alimentaires, E102 (tartrazine) et
E131 (bleu patenté). Mais l’étiquette n’indique pas leurs concentrations. Des élèves décident de les
déterminer en utilisant le spectrophotomètre de leur lycée. Avant tout, les élèves réalisent le spectre
(d’absorption) de chaque colorant alimentaire.
Ils obtiennent les graphes suivants :…
1.
En utilisant le spectre, trouver la couleur de chaque colorant alimentaire.
Le spectre du colorant tartrazine présente un maximum d’absorbance à 430 nm, c’est-à-dire dans le
domaine des radiations bleues, le colorant sera donc de couleur jaune car la solution transmet les
radiations rouges et vertes.
Le spectre du colorant bleu patenté présente un maximum d’absorbance à 640 nm, c’est-à-dire
dans le domaine des radiations rouges, le colorant transmet donc les radiations bleues et vertes, il
sera cyan.
Montrer qu’il est possible d’étudier la concentration de chaque colorant alimentaire,
indépendamment de l’autre. Pour chaque colorant alimentaire, les élèves réalisent une
échelle de concentration avec un ensemble de six solutions de concentrations différentes.
Ils mesurent alors l’absorbance de chaque solution :
– à la longueur d’onde λ = 450 nm pour le colorant E 102 ;
– à la longueur d’onde λ = 630 nm pour le colorant E 131.
Pour pouvoir mesurer l’absorbance d’un colorant indépendamment de l’autre, il faut que le maximum
d’absorbance (ou l’un des maxima d’absorbance) d’un colorant corresponde à une absorbance nulle de
l’autre colorant. Ce qui est vérifié ici. A λ = 450 nm l’absorbance du jaune de tartrazine est maximale alors
que celle du bleu de patenté est nulle. L’absorbance mesurée à cette longueur d’onde n’est donc que due
à la présence de jaune de tartrazine. On peut suivre le même raisonnement pour λ = 630 nm.
2.
3.
Justifier les longueurs d’onde utilisées pour réaliser les mesures d’absorbance de chaque
colorant.
En réglant le spectrophotomètre sur 450 nm, seule l’absorbance due la tartrazine est mesurée, car
l’absorbance du bleu patenté est alors nulle. En réglant le spectrophotomètre sur 630 nm, seule
l’absorbance du bleu patenté est mesurée, car l’absorbance de la tartrazine est alors nulle.
Sur le même graphe, dessiner la courbe de l’absorbance en fonction de la concentration
pour chaque colorant alimentaire.
Échelle : concentration: 1,0 mg.L-1 pour 1 cm ;
absorbance : 0,1 pour 1,0 cm.
4.
L’étalonnage est maintenant réalisé et peut être utilisé pour établir la concentration de chaque
colorant alimentaire dans le sirop de menthe. Pour cela, le sirop est dilué 10 fois et un échantillon
est placé dans la cuvette du spectrophotomètre. À la longueur d’onde λ = 450 nm, l’absorbance est
égale à 0,51 et, à la longueur d’onde λ = 630 nm, l’absorbance est égale à 0,91.
5.
Déduire la concentration de chaque colorant alimentaire dans l’échantillon mesuré, puis dans le
sirop de menthe. »
Par lecture graphique :
λ = 450 nm, A= 0,51 ainsi
=12,4mg.L-1
λ = 630 nm, A= 0,91 ainsi
6,5 .
é
le sirop a été dilué dix fois avant la mesure. Les concentrations initiales sont donc :
124 .
65 .
é