Plan du Chapitre Chapitre 2 : Méthodes physiques d’analyse d’un système chimique

« Plan du Chapitre Chapitre 2 : Méthodes physiques d’analyse d’un système chimique 1) pH d’une solution aqueuse a.

Définition du pH b.

Mesure du pH 2) Spectroscopie UV-visible et infrarouge a.

Spectroscopie infrarouge b.

Spectre UV-visible 3) Conductance et conductivité a.

Conductance et conductivité b.

Conductivité et concentration d’une solution 4) Dosage par Etalonnage a.

Dosage spectrophotométrique b.

Dosage conductimétrique 5) Gaz parfait et quantité de matière a.

Équation d’état du gaz parfait b.

Volume molaire Chapitre 2 : Méthodes physiques d’analyse d’un système chimique 1) pH d’une solution aqueuse a.

Définition du pH Le pH (potentiel Hydrogène) est un indicateur d’acidité lié à la présence d’ions oxonium H3O+ (aq) en solution. Exemple : À partir de la mesure du pH d’un jus de citron égal à 2,50, on peut déterminer la concentration en ions oxonium : [H3O+] = c010−pH = 10−2,50 = 3,2 × 10−3 mol·L−1 b.

Mesure du pH La mesure la plus précise (au centième d’unité) se fait à l’aide d’un pH-mètre muni d’une sonde.

Le pH peut aussi se mesurer à l’aide de papier pH ou d’un indicateur coloré, espèce chimique comme le bleu de bromothymol BBT. 2) Spectroscopie UV-visible et infrarouge a.

Spectroscopie infrarouge La lumière infrarouge (IR) possède une énergie capable d'exciter les liaisons chimiques ; celles-ci subissent alors des modes de vibration d'élongation et de déformation. La spectroscopie IR permet d'identifier la nature des liaisons des molécules organiques.

Elle permet d'identifier des groupes caractéristiques, mais pas d'identifier le squelette d'une molécule. Le spectrophotomètre infrarouge génère un balayage de faisceaux monochromatiques qui traversent l'échantillon à analyser.

La mesure des intensités incidente I0 et transmise I permet d'obtenir la transmittance. Chaque bande d’absorption du spectre IR est associée à la vibration d’une liaison. Exercice : Corrigé : b.

Spectroscopie UV-Visible Le spectre de la lumière blanche est obtenu en décomposant la lumière à l’aide d’un prisme.

C’est un spectre continu qui contient toutes les radiations de la lumière visible, de longueurs d’onde λ comprises entre 400 et 750 nm. Spectre d’absorption et cercle chromatique Quand la lumière blanche travers une solution colorée, certaines radiations sont absorbées par la solution et disparaissent du spectre observé. Le spectrophotomètre permet de tracer le spectre d’absorption, c’est-à-dire le graphe de l’absorbance de la solution en fonction de la longueur d’onde. L’absorbance A, est la capacité d’une solution à absorber une partie de la lumière qui la traverse.

C’est une grandeur sans unité. 3) Conductance et conductivité a.

Conductance et conductivité • La conductance Les solutions ioniques, appelées aussi solutions électrolytiques, ont la propriété de conduire le courant électrique par un double déplacement des ions dans la solution : les cations se déplacent dans le sens conventionnel du courant alors que les anions se déplacent en sens inverse. La conductance G, d'une portion de solution comprise entre deux plaques, permet de quantifier le caractère conducteur d'une solution.

Elle se définit comme l'inverse de la résistance R : Remarque : La conductance d'une portion de solution se mesure en courant alternatif de haute fréquence afin d'éviter une électrolyse de la solution. Pour une solution ionique donnée, la conductance d’une portion de solution est : - proportionnelle à la surface S des plaques ; - inversement proportionnelle à la distance L entre les plaques. Pour une cellule de mesure donnée, la conductance d’une portion de solution : - est proportionnelle à la concentration en soluté apporté C de la solution - dépend de la nature des ions en solution ; - dépend de la température.... »