Qu’est-ce que la loi de Beer-Lambert ?
Quand la lumière traverse une solution colorée, une partie est absorbée. La loi de Beer-Lambert permet de calculer cette absorption :
A = ε · l · c
- A est l’absorbance, un nombre sans unité
- ε est une constante qui indique à quel point la substance absorbe la lumière. Elle dépend de la substance et de la longueur d’onde
- l est la longueur du trajet, la distance parcourue par la lumière dans la solution. Elle est égale à l’épaisseur de la cuve
- c est la concentration de la solution
La transmittance est le pourcentage de lumière qui traverse la solution. Quand l’absorbance augmente, la transmittance diminue, mais pas en ligne droite :
| Absorbance | Transmittance |
|---|---|
| 0 | 100 % |
| 0.3 | environ 50 % |
| 1 | 10 % |
| 2 | 1 % |
Chaque fois que l’absorbance augmente de 1, la lumière transmise est divisée par 10. C’est l’absorbance, et non la transmittance, qui est proportionnelle à la concentration.
Pourquoi les solutions sont-elles colorées ?
Une solution absorbe la lumière de certaines longueurs d’onde et laisse passer le reste. La couleur que tu vois est celle de la lumière transmise.
| Solution | Couleur observée | Lumière absorbée | Longueur d’onde du simulateur |
|---|---|---|---|
| Permanganate de potassium | violet | vert | 540 nm |
| Dichromate de potassium | orange | bleu | 450 nm |
| Chromate de potassium | jaune | violet | 430 nm |
La solution de chlorure de sodium est incolore, car elle n’absorbe pas la lumière visible.
Où utilise-t-on cette loi ?
Au laboratoire, on utilise un colorimètre pour mesurer l’absorbance de plusieurs solutions de concentration connue et tracer un graphique. On mesure ensuite l’absorbance d’une solution inconnue et on trouve sa concentration sur le graphique. La loi fonctionne bien pour les solutions diluées. Dans les solutions très concentrées, la relation peut ne plus être linéaire.
Mesure l’absorbance dans l’application Nalukh chem
Change la concentration, l’épaisseur et la longueur d’onde et mesure l’absorbance. Ce simulateur est inclus dans l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
- Choisis une substance dans la rangée du panneau du bas. Fais défiler la rangée pour voir les 8 substances.
- Utilise le curseur Concentration pour régler la concentration. La limite supérieure est de 100–400 mM selon la substance. 1 mM correspond à 0.001 mol/L.
- Utilise le curseur Épaisseur pour changer l’épaisseur de la cuve de 0.50 à 2.00 cm.
- Choisis la longueur d’onde. Avec Ajusté, le laser est réglé sur la longueur d’onde que la substance absorbe le mieux. Avec Libre, tu la changes avec un curseur de 380 à 700 nm.
- Lis ta mesure sur le panneau en haut à droite : Transmittance s’affiche en pourcentage et Absorbance en nombre.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Lis la valeur Absorbance avec les réglages par défaut. Passe la concentration à 200 mM et lis-la de nouveau. Remets ensuite 100 mM et règle l’épaisseur sur 2.00 cm. Réponse : 0.325, 0.650, puis de nouveau 0.650.
- Refais les mêmes étapes avec Transmittance. Réponse : la valeur passe de 47.3 % à 22.4 %. L’absorbance a doublé, mais la transmittance n’a pas été exactement divisée par deux.
- Choisis le permanganate de potassium à 100 mM. Lis la transmittance avec Ajusté. Choisis ensuite Libre et règle 650 nm. Réponse : la valeur passe de 5.0 % à environ 98 %, car la lumière rouge traverse cette solution presque sans être absorbée.
- Change la concentration du chlorure de sodium. Réponse : quelle que soit la concentration, la transmittance est de 100.0 %.
