On peut déterminer la concentration
d’une solution colorée à partir
de la mesure de son absorbance $A_\lambda$
à une certaine longueur d’onde $\lambda$
(donc pour une radiation donnée du spectre).
On utilise pour cela un spectrophotomètre
et la technique est appelée
spectrophotométrie UV-visible
(ultraviolet-visible).
L’absorbance $A_\lambda$ d’une solution quantifie la proportion d’un rayonnement incident $I_0$ monochromatique absorbée en mesurant l’intensité
du rayonnement transmis $I$.
Comment varie l'absorbance si $\ell$ augmente ?
Pour faire une mesure au spectrophotomètre, on place la solution colorée dans une cuve de dimensions fixes.
En faisant varier $\lambda$, on obtient une courbe
appelée spectre d'absorption.
Comment peut-on relier un spectre d’absorption
à la couleur perçue de la solution ?
La solution agit comme un filtre. La couleur absorbée est donc complémentaire de la couleur perçue.
Quel devrait être le spectre d’un colorant vert ?
Il doit absorber le magenta
donc à la fois le rouge et le bleu.
Le spectre nous permet de déterminer $\lambda_{max}$,
la longueur d’onde où l’absorbance est maximum.
C'est en réglant le spectrophotomètre sur cette longueur d'onde $\lambda_{max}$ que l'on va pouvoir déterminer une concentration en utilisant la loi de Beer-Lambert.
Remarques :
Vérifions que l’absorbance
est proportionnelle à la concentration.
Un dosage spectrophotométrique
permet de déterminer la concentration
en quantité de matière d’une solution colorée.
Ce dosage repose sur la réalisation
d'une courbe d'étalonnage.
on réalise le spectre d’absorption de la solution
et on détermine $\lambda_{max}$.
on réalise une gamme étalon de solutions par dilution d’une solution mère de concentration connue contenant la même espèce colorée que la solution de concentration inconnue.
on règle le spectrophotomètre
sur la longueur d’onde $\lambda_{max}$.
on mesure l’absorbance $A$ de chacune des solutions de concentration $C$ connue de la gamme.
on trace la courbe $A=f(C)$.
on mesure l’absorbance de la solution de concentration inconnue (si l’absorbance est supérieure à la plus grande de la gamme,
on dilue la solution).
on en déduit la concentration mystère
par lecture graphique ou par calcul en utilisant
la proportionnalité si la loi de Beer-Lambert
est bien vérifiée.