Ressources · 1ʳᵉ · Physique-chimie (spécialité)
Fiche de révision : Dosage par étalonnage
Absorbance et spectre d’absorption UV-visible ; couleur d’une espèce en solution et couleurs complémentaires ; loi de Beer-Lambert ; réaliser une gamme étalon ; déterminer une concentration par étalonnage ; limites du protocole (domaine de validité, dilution préalable).
Dosage par étalonnage : absorbance et loi de Beer-Lambert
Fiche méthode
(Physique-chimie 1re spécialité · Constitution et transformations de la matière · Composition d’un système)
La démarche pour tout dosage par étalonnage
1. Je lis le spectre : λmax, couleur absorbée, couleur de la solution.
2. J’exploite les étalons : rapports A ÷ C constants, k = coefficient directeur (L·mol⁻¹).
3. Je vérifie que A est dans le domaine des étalons ; sinon, je dilue d’un facteur connu.
4. Je calcule C = A ÷ k, je multiplie par F, puis j’en tire n, m ou Cm.
Cas 1 · Prévoir la couleur d’une solution
Réflexe — couleur absorbée lue à λmax, puis couleur opposée sur le cercle chromatique.
Exemple. Le spectre d’une solution présente une seule bande, de maximum à 500 nm.
500 nm : la solution absorbe le cyan.
Elle paraît rouge, couleur complémentaire du cyan.
Attention — la couleur vue est celle de la lumière transmise, pas celle de λmax.
Cas 2 · Appliquer A = k × C
Réflexe — k = A ÷ C avec un étalon, puis C = A ÷ k ; A divisée par F si on dilue F fois.
Exemple. Un étalon à 4,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ donne A = 0,520. Une solution donne A = 0,325.
k = 0,520 ÷ (4,00 × 10⁻⁵) = 1,30 × 10⁴ L·mol⁻¹.
C = 0,325 ÷ (1,30 × 10⁴) = 2,50 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹.
Attention — k dépend de l’espèce, de la longueur d’onde et de l’épaisseur de la cuve.
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Cas 3 · Préparer un étalon
Réflexe — V₀ = V × C ÷ C₀, pipette jaugée de V₀, fiole jaugée de V.
Exemple. 100,0 mL d’étalon à 3,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ à partir de S₀ à 1,50 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹.
F = 1,50 × 10⁻⁴ ÷ (3,00 × 10⁻⁵) = 5.
V₀ = 100,0 ÷ 5 = 20,0 mL, complétés à 100,0 mL.
Attention — le blanc se fait avec le solvant seul, dans la même cuve.
Cas 4 · Déterminer une concentration
Réflexe — A dans le domaine, C = A ÷ k, puis × F.
Exemple. k = 8,00 × 10³ L·mol⁻¹ ; l’échantillon, dilué 20 fois, donne A = 0,600.
C = 0,600 ÷ (8,00 × 10³) = 7,50 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹.
Solution étudiée : 20 × 7,50 × 10⁻⁵ = 1,50 × 10⁻³ mol·L⁻¹.
Attention — sans le facteur F, on donne la concentration de la solution diluée.
Cas 5 · Mesure hors du domaine
Réflexe — on dilue d’un facteur connu, on mesure à nouveau, on multiplie par F.
Exemple. Étalons jusqu’à A = 0,950, k = 1,07 × 10⁴ L·mol⁻¹. L’échantillon donne 1,55 ; dilué 4 fois, 0,428.
1,55 est hors domaine : on utilise 0,428.
C = 4 × 0,428 ÷ (1,07 × 10⁴) = 1,60 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹.
Attention — on ne prolonge jamais la droite au-delà du dernier étalon.
Les pièges
- Donner à la solution la couleur de λmax au lieu de sa complémentaire.
- Multiplier A par k au lieu de diviser : C = A ÷ k.
- Changer de cuve ou de longueur d’onde entre les étalons et l’échantillon.
- Faire le blanc avec une cuve vide au lieu du solvant.
- Exploiter une absorbance plus grande que celle du dernier étalon.
- Oublier le facteur de dilution, ou laisser C en µmol·L⁻¹.
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