Je réserve ici
Physique-chimie (spécialité) 1ʳᵉ

Ressources · 1ʳᵉ · Physique-chimie (spécialité)

Dosage par étalonnage : absorbance et loi de Beer-Lambert

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).

À propos de cette page
Un QCM sur l’absorbance et la loi de Beer-Lambert en trois niveaux de douze questions : les repères (unités, blanc, spectre, couleur complémentaire), les calculs (C = A ÷ k, coefficient k, épaisseur de cuve, dilution, lecture d’une droite), puis les raisonnements sur le domaine de validité et le choix de la longueur d’onde. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions

  1. L’absorbance A d’une solution s’exprime :

    • A. en mol·L⁻¹
    • B. en L·mol⁻¹
    • C. sans unité
    • D. en nanomètres
    Réponse

    C. sans unité — A est une grandeur sans unité ; c’est k qui s’exprime en L·mol⁻¹, et la concentration en mol·L⁻¹.

  2. Avant toute mesure, on règle le zéro d’absorbance (le « blanc ») avec :

    • A. la solution étalon la plus concentrée
    • B. une cuve vide et parfaitement sèche
    • C. la solution de concentration inconnue
    • D. une cuve remplie du solvant seul
    Réponse

    D. une cuve remplie du solvant seul — Le blanc se fait avec le solvant seul dans la cuve : on retire l’absorption due à l’eau et à la cuve, pour ne mesurer que celle de l’espèce dissoute.

  3. Pour une solution diluée, à λ et cuve fixées, la loi de Beer-Lambert s’écrit :

    • A. A = k × C
    • B. A = k ÷ C
    • C. A = C ÷ k
    • D. A = k + C
    Réponse

    A. A = k × C — L’absorbance est proportionnelle à la concentration : A = k × C.

  4. Dans A = k × C, avec C en mol·L⁻¹, le coefficient k s’exprime en :

    • A. mol·L⁻¹
    • B. L·mol⁻¹
    • C. g·L⁻¹
    • D. L·mol⁻¹·cm⁻¹
    Réponse

    B. L·mol⁻¹ — A est sans unité, donc k = A ÷ C s’exprime en L·mol⁻¹. L’unité L·mol⁻¹·cm⁻¹ est celle de ε, avec k = ε × ℓ.

  5. Pour un dosage, on règle le spectrophotomètre à la longueur d’onde :

    • A. de la couleur que l’on voit
    • B. du maximum d’absorption
    • C. la plus courte de l’appareil
    • D. où l’absorbance est nulle
    Réponse

    B. du maximum d’absorption — À λmax, l’absorbance est la plus grande : la mesure est la plus sensible. La solution absorbe la complémentaire de la couleur vue.

  6. Le spectre d’absorption d’une solution est la courbe donnant :

    • A. A en fonction de C
    • B. C en fonction de A
    • C. A en fonction de λ
    • D. λ en fonction du temps
    Réponse

    C. A en fonction de λ — Le spectre donne l’absorbance pour chaque longueur d’onde. La courbe A en fonction de C est la courbe d’étalonnage.

  7. Une solution absorbe surtout le bleu. Elle paraît :

    • A. bleue
    • B. jaune
    • C. rouge
    • D. verte
    Réponse

    B. jaune — Elle transmet la couleur complémentaire du bleu, le jaune, opposé au bleu sur le cercle chromatique.

  8. Réaliser un dosage par étalonnage suppose de disposer :

    • A. d’une burette graduée
    • B. d’un indicateur coloré
    • C. d’une réaction totale
    • D. de solutions étalons
    Réponse

    D. de solutions étalons — L’étalonnage compare l’absorbance de l’échantillon à celle de solutions de concentrations connues, les étalons. Burette, indicateur et réaction totale servent au titrage.

  9. Une espèce dont le spectre n’a qu’une bande, vers 300 nm, donne une solution :

    • A. incolore
    • B. violette
    • C. bleue
    • D. rouge
    Réponse

    A. incolore — 300 nm est dans l’ultraviolet : aucune radiation visible n’est absorbée, la solution est incolore.

  10. Si la loi de Beer-Lambert est vérifiée, la courbe A = f(C) est :

    • A. une droite passant par l’origine
    • B. une droite ne passant pas par l’origine
    • C. une courbe qui monte de plus en plus vite
    • D. une droite horizontale
    Réponse

    A. une droite passant par l’origine — A = k × C : proportionnalité, donc une droite qui passe par l’origine, de coefficient directeur k.

  11. On dilue 2 fois une solution colorée. Son absorbance, même λ et même cuve, est :

    • A. multipliée par 2
    • B. inchangée
    • C. divisée par 2
    • D. divisée par 4
    Réponse

    C. divisée par 2 — La concentration est divisée par 2 ; A lui étant proportionnelle, elle est aussi divisée par 2.

  12. Sur le cercle chromatique, la couleur complémentaire du vert est :

    • A. le rouge
    • B. le jaune
    • C. le cyan
    • D. le magenta
    Réponse

    D. le magenta — Vert et magenta sont diamétralement opposés : une solution qui absorbe le vert paraît magenta.

Niveau moyen ★★ — 12 questions

  1. Une solution donne A = 0,240 avec k = 6,00 × 10³ L·mol⁻¹. Sa concentration vaut :

    • A. 1,44 × 10³ mol·L⁻¹
    • B. 4,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • C. 2,50 × 10⁴ mol·L⁻¹
    • D. 4,00 × 10⁻² mol·L⁻¹
    Réponse

    B. 4,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ — C = A ÷ k = 0,240 ÷ (6,00 × 10³) = 4,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ : on divise l’absorbance par k, on ne la multiplie pas.

  2. Une absorbance de 0,360 avec k = 900 L·mol⁻¹ correspond à :

    • A. 3,24 × 10² mol·L⁻¹
    • B. 2,50 × 10³ mol·L⁻¹
    • C. 4,00 × 10⁻² mol·L⁻¹
    • D. 4,00 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹
    Réponse

    D. 4,00 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹ — C = 0,360 ÷ (9,00 × 10²) = 4,00 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹. A étant sans unité, le quotient s’exprime bien en mol·L⁻¹.

  3. Un étalon à 2,50 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹ donne A = 0,550. Le coefficient k vaut :

    • A. 2,20 × 10³ L·mol⁻¹
    • B. 1,38 × 10⁻⁴ L·mol⁻¹
    • C. 4,55 × 10⁻⁴ L·mol⁻¹
    • D. 2,20 × 10² L·mol⁻¹
    Réponse

    A. 2,20 × 10³ L·mol⁻¹ — k = A ÷ C = 0,550 ÷ (2,50 × 10⁻⁴) = 2,20 × 10³ L·mol⁻¹.

  4. Avec k = 3,50 × 10³ L·mol⁻¹, une solution à 1,20 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹ a pour absorbance :

    • A. 0,0420
    • B. 0,840
    • C. 0,420
    • D. 4,20
    Réponse

    C. 0,420 — A = k × C = 3,50 × 10³ × 1,20 × 10⁻⁴ = 0,420.

  5. Dans une cuve de 1,00 cm, une solution a A = 0,215. Dans une cuve de 2,00 cm, elle aura :

    • A. A = 0,108
    • B. A = 0,215
    • C. A = 0,430
    • D. A = 0,860
    Réponse

    C. A = 0,430 — k = ε × ℓ : doubler l’épaisseur de la cuve double l’absorbance, 2 × 0,215 = 0,430.

  6. Diluée 5 fois, une solution a une concentration de 2,40 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹. Avant dilution :

    • A. 4,80 × 10⁻⁶ mol·L⁻¹
    • B. 1,20 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹
    • C. 2,40 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • D. 1,20 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    Réponse

    B. 1,20 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹ — La dilution divise la concentration par 5 : on remonte en multipliant, 5 × 2,40 × 10⁻⁵ = 1,20 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹.

  7. Le spectre d’une solution présente un seul maximum, à 610 nm. La solution paraît :

    • A. bleue
    • B. orangée
    • C. jaune
    • D. rouge
    Réponse

    A. bleue — 610 nm est dans le rouge-orangé : la solution absorbe cette couleur et transmet sa complémentaire, le cyan, un bleu.

  8. ε = 2,00 × 10⁴ L·mol⁻¹·cm⁻¹, cuve de 1,00 cm, A = 0,500. La concentration vaut :

    • A. 1,00 × 10⁴ mol·L⁻¹
    • B. 4,00 × 10⁴ mol·L⁻¹
    • C. 4,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • D. 2,50 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    Réponse

    D. 2,50 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ — k = ε × ℓ = 2,00 × 10⁴ L·mol⁻¹, donc C = 0,500 ÷ (2,00 × 10⁴) = 2,50 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹.

  9. La droite d’étalonnage passe par le point C = 6,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹, A = 0,54. Pour A = 0,45, on lit :

    • A. 7,2 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • B. 4,5 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • C. 6,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    • D. 5,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
    Réponse

    D. 5,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ — k = 0,54 ÷ (6,0 × 10⁻⁵) = 9,0 × 10³ L·mol⁻¹, donc C = 0,45 ÷ (9,0 × 10³) = 5,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹.

  10. Une solution à 2,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ d’un colorant de masse molaire 500 g·mol⁻¹ a une concentration en masse :

    • A. 10,0 mg·L⁻¹
    • B. 4,00 × 10⁻⁸ g·L⁻¹
    • C. 1,00 mg·L⁻¹
    • D. 2,50 × 10⁷ g·L⁻¹
    Réponse

    A. 10,0 mg·L⁻¹ — Cm = C × M = 2,00 × 10⁻⁵ × 500 = 1,00 × 10⁻² g·L⁻¹, soit 10,0 mg·L⁻¹.

  11. Quel jeu d’étalons vérifie la loi de Beer-Lambert ? (C en 10⁻⁵ mol·L⁻¹ → A)

    • A. 1,0 → 0,12 ; 2,0 → 0,22 ; 3,0 → 0,30
    • B. 1,0 → 0,22 ; 2,0 → 0,32 ; 3,0 → 0,42
    • C. 1,0 → 0,12 ; 2,0 → 0,30 ; 3,0 → 0,50
    • D. 1,0 → 0,12 ; 2,0 → 0,24 ; 3,0 → 0,36
    Réponse

    D. 1,0 → 0,12 ; 2,0 → 0,24 ; 3,0 → 0,36 — Il faut des rapports A ÷ C constants : 0,12 ; 0,12 ; 0,12. Une droite qui ne passe pas par l’origine (0,22 ; 0,32 ; 0,42) ne convient pas.

  12. Pour préparer 50,0 mL d’étalon à 2,00 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ à partir d’une solution à 1,00 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹, on prélève :

    • A. 2,00 mL
    • B. 5,00 mL
    • C. 10,0 mL
    • D. 25,0 mL
    Réponse

    C. 10,0 mL — F = 1,00 × 10⁻⁴ ÷ (2,00 × 10⁻⁵) = 5, donc V₀ = 50,0 ÷ 5 = 10,0 mL, complétés à 50,0 mL.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions

  1. Une solution colorée donne A = 1,85, hors du domaine des étalons. Il faut :

    • A. conclure avec la droite prolongée
    • B. la diluer d’un facteur connu, puis mesurer
    • C. changer de longueur d’onde de travail
    • D. diviser l’absorbance lue par le facteur F
    Réponse

    B. la diluer d’un facteur connu, puis mesurer — Au-delà du domaine des étalons, A n’est plus proportionnelle à C. On dilue d’un facteur connu, on mesure, puis on multiplie la concentration trouvée par ce facteur.

  2. La loi de Beer-Lambert cesse d’être vérifiée :

    • A. aux très faibles concentrations
    • B. lorsque l’espèce colorée est un ion
    • C. aux fortes concentrations
    • D. si la cuve garde la même épaisseur
    Réponse

    C. aux fortes concentrations — Aux fortes concentrations, la courbe A = f(C) s’infléchit, en pratique au-delà d’une absorbance de l’ordre de 1.

  3. Une espèce incolore ne peut pas être dosée par spectrophotométrie dans le visible car :

    • A. son absorbance y est nulle
    • B. sa masse molaire est trop faible
    • C. la loi de Beer-Lambert y est fausse
    • D. sa concentration est toujours nulle
    Réponse

    A. son absorbance y est nulle — Une espèce incolore n’absorbe aucune radiation visible : son absorbance y est nulle, quelle que soit sa concentration.

  4. Un élève fait le blanc avec une cuve vide. Sa courbe d’étalonnage :

    • A. reste une droite passant par l’origine
    • B. ne passe plus par l’origine
    • C. devient horizontale
    • D. monte de plus en plus vite
    Réponse

    B. ne passe plus par l’origine — Le zéro est réglé sans le solvant : son effet n’est pas retiré et décale toutes les mesures de la même valeur, même pour C = 0. A n’est plus proportionnelle à C.

  5. On mesure à λmax plutôt qu’ailleurs parce que :

    • A. la loi n’est valable qu’à λmax
    • B. la solution y transmet le plus
    • C. la couleur vue y est la plus vive
    • D. la mesure y est la plus sensible
    Réponse

    D. la mesure y est la plus sensible — À λmax, l’absorbance est la plus grande : deux concentrations voisines y donnent les absorbances les plus différentes. La loi reste valable à d’autres longueurs d’onde.

  6. Une solution verte présente deux bandes d’absorption. Elles se situent :

    • A. dans le vert et dans le jaune
    • B. dans le vert seulement
    • C. dans l’ultraviolet seulement
    • D. dans le bleu et dans le rouge
    Réponse

    D. dans le bleu et dans le rouge — Pour paraître verte, la solution doit transmettre le vert : elle absorbe donc de part et d’autre, le bleu et le rouge.

  7. Les ions fer(II) sont presque incolores. Pour les doser par étalonnage, on :

    • A. les transforme en complexe coloré
    • B. mesure leur absorbance à 800 nm
    • C. les concentre au-delà de 1 mol·L⁻¹
    • D. fait le blanc avec la solution
    Réponse

    A. les transforme en complexe coloré — Un réactif comme la 1,10-phénanthroline les transforme entièrement en un complexe rouge-orangé, qui absorbe fortement : son absorbance est proportionnelle à la quantité de fer.

  8. Deux solutions de même concentration, de deux colorants différents, ont à la même λ :

    • A. toujours la même absorbance
    • B. en général deux absorbances différentes
    • C. des absorbances toutes deux nulles
    • D. des absorbances de signes opposés
    Réponse

    B. en général deux absorbances différentes — k dépend de l’espèce : à concentration égale, deux colorants n’absorbent pas autant.

  9. La gamme couvre 1,0 à 5,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹ ; l’échantillon est estimé à 8 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹. On le dilue :

    • A. 2 fois
    • B. 20 fois
    • C. 200 fois
    • D. 2 000 fois
    Réponse

    B. 20 fois — Dilué 20 fois, il est vers 4 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹, au milieu de la gamme. Dilué 2 fois, il resterait hors domaine ; 200 fois, il serait sous le premier étalon.

  10. Un échantillon donne A = 1,4, là où la courbe s’infléchit. Le calcul A ÷ k donne une concentration :

    • A. trop petite
    • B. exacte
    • C. trop grande
    • D. nulle
    Réponse

    A. trop petite — Au-delà du domaine, la vraie absorbance est plus faible que k × C : le quotient A ÷ k est inférieur à la vraie concentration.

  11. Par rapport à un titrage, le dosage par étalonnage d’une espèce colorée :

    • A. consomme l’espèce dosée
    • B. exige un volume équivalent
    • C. ne consomme pas l’espèce dosée
    • D. exige une réaction totale
    Réponse

    C. ne consomme pas l’espèce dosée — On mesure seulement l’absorbance de la solution : l’espèce n’est pas consommée et l’échantillon est conservé. Le titrage, lui, fait réagir l’espèce jusqu’à l’équivalence.

  12. Une absorbance mesurée vaut 0,012, très faible. Pour une mesure plus précise, on peut :

    • A. diluer davantage l’échantillon
    • B. mesurer loin de λmax
    • C. prendre une cuve plus épaisse
    • D. faire le blanc avec l’échantillon
    Réponse

    C. prendre une cuve plus épaisse — k = ε × ℓ : une cuve plus épaisse augmente l’absorbance. Diluer ou s’éloigner de λmax la diminuerait encore.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Réserver un 1er cours → Voir les tarifs

Soutien scolaire à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs