Fiche 14 • Spectrophotométrie
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Les rayons de l’ultra-violet lointain (l < 200 nm) et les rayons X sont absorbés par les
électrons des liaisons s ou les électrons des couches internes. L’absorption de rayons infrarouges se traduit par une modification des modes de vibration ou de rotation des molécules.
3. LOI DE LAMBERT-BEER
La loi de Lambert-Beer décrit l’absorption d’une lumière de longueur d’onde l (lumière
monochromatique) en fonction de la concentration c de la substance absorbante et de
l’épaisseur l du milieu traversé par la lumière, que l’on nomme chemin optique. Le faisceau lumineux incident, d’intensité I 0,l traverse la solution contenue dans une cuvette
transparente ; à la sortie de la cuvette, l’intensité I l ,l du faisceau lumineux est mesurée
par un détecteur :
I 0,λ
I ,λ
Connaissant l’intensité incidente I 0,l , et l’intensité transmise I l ,l , on définit la transmittance T l et l’absorbance A l :
T
I
I
λ
λ
λ
l,
,
0
A
T
λ
λ
= − log 10
La loi de Lambert-Beer donne la variation de la transmittance en fonction de la concentration de la substance absorbante et de la longueur du chemin optique :
log 10
T
k c
λ
λ
= − l
On en déduit l’expression de l’absorbance :
A
k c
λ
λ
l
L’absorbance est proportionnelle à la concentration de la substance étudiée et à la longueur du chemin optique. Le coefficient k l est caractéristique de la substance étudiée et
de la longueur d’onde. Comme l’absorbance est une grandeur sans dimension, la dimension du coefficient k l est exactement l’inverse du produit des dimensions de c et l . On se
trouve généralement en présence de l’un des deux cas de figure suivants :
• La concentration de la substance est exprimée en mol L –1 (c M ) et le chemin optique
en cm. Le coefficient k l est donc exprimé en L mol –1 cm –1 . On le nomme absorptivité
molaire ou coefficient d’absorption molaire, symbolisé par e M,l :
A
c
M
M
λ
λ
ε
,
l
• La concentration est exprimée en g L –1 (c S ) et le chemin optique en cm ; le coefficient
k est alors exprimé en L g –1 cm –1 . On le nomme coefficient d’absorption spécifique,
symbolisé par e s,l :
A
c
S
S
λ
λ
ε
, l
4. SPECTRES D’ABSORPTION
Les spectres d’absorption regroupent les valeurs d’absorbance enregistrées dans un intervalle donné de longueurs d’onde. La figure ci-dessous reproduit le spectre d’absorption
9782100724185-Livre.indb 31
20/05/15 19:11
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Les rayons de l’ultra-violet lointain (l < 200 nm) et les rayons X sont absorbés par les
électrons des liaisons s ou les électrons des couches internes. L’absorption de rayons infrarouges se traduit par une modification des modes de vibration ou de rotation des molécules.
3. LOI DE LAMBERT-BEER
La loi de Lambert-Beer décrit l’absorption d’une lumière de longueur d’onde l (lumière
monochromatique) en fonction de la concentration c de la substance absorbante et de
l’épaisseur l du milieu traversé par la lumière, que l’on nomme chemin optique. Le faisceau lumineux incident, d’intensité I 0,l traverse la solution contenue dans une cuvette
transparente ; à la sortie de la cuvette, l’intensité I l ,l du faisceau lumineux est mesurée
par un détecteur :
I 0,λ
I ,λ
Connaissant l’intensité incidente I 0,l , et l’intensité transmise I l ,l , on définit la transmittance T l et l’absorbance A l :
T
I
I
λ
λ
λ
l,
,
0
A
T
λ
λ
= − log 10
La loi de Lambert-Beer donne la variation de la transmittance en fonction de la concentration de la substance absorbante et de la longueur du chemin optique :
log 10
T
k c
λ
λ
= − l
On en déduit l’expression de l’absorbance :
A
k c
λ
λ
l
L’absorbance est proportionnelle à la concentration de la substance étudiée et à la longueur du chemin optique. Le coefficient k l est caractéristique de la substance étudiée et
de la longueur d’onde. Comme l’absorbance est une grandeur sans dimension, la dimension du coefficient k l est exactement l’inverse du produit des dimensions de c et l . On se
trouve généralement en présence de l’un des deux cas de figure suivants :
• La concentration de la substance est exprimée en mol L –1 (c M ) et le chemin optique
en cm. Le coefficient k l est donc exprimé en L mol –1 cm –1 . On le nomme absorptivité
molaire ou coefficient d’absorption molaire, symbolisé par e M,l :
A
c
M
M
λ
λ
ε
,
l
• La concentration est exprimée en g L –1 (c S ) et le chemin optique en cm ; le coefficient
k est alors exprimé en L g –1 cm –1 . On le nomme coefficient d’absorption spécifique,
symbolisé par e s,l :
A
c
S
S
λ
λ
ε
, l
4. SPECTRES D’ABSORPTION
Les spectres d’absorption regroupent les valeurs d’absorbance enregistrées dans un intervalle donné de longueurs d’onde. La figure ci-dessous reproduit le spectre d’absorption
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