corrigé

TP n°6 : Spectre visible d’une espèce colorée ; spectre IR (corrigé)
I. Spectres visibles d’espèces chimiques colorées
1. Stratégie détaillée :
Pour déterminer la masse de colorant bleu dans le bonbon il faut au préalable l’identifier.
Puisque l’absorbance d’une solution colorée est spécifique à l’espèce responsable de la coloration, on trace A = f(λ)
pour les 3 solutions bleues et on compare à l’absorbance d’une solution colorée faite par la dissolution d’un
bonbon.
Le colorant identifié, il faut déterminer sa concentration C dans un bonbon pour en déduire sa masse (m = C.V.M)
La solution colorée faite par la dissolution d’un bonbon devra donc être précise : on utilisera la fiole jaugée de
V = 50,0 mL.
Grâce à l’absorbance A on déduira C avec la relation C = A / k d’où m = AMV/k
k étant inconnu on pourra déduire sa valeur de la solution contenant le colorant de concentration connue (k = A/C).
2. Protocole / résultats :
-
Pesée du bonbon : m = 7,8g que l’on découpera en petits morceaux, dans un bécher rempli à environ 100
mL d’eau distillée.
-
Chauffage avec agitation magnétique, à 80°C environ, pendant 15 min.
-
On filtre la solution préparée pour éliminer les impuretés et n’avoir qu’une solution limpide, transparente.
Solutions à diluer : les deux solutions les plus concentrées sont à diluer 10 fois (pipette jaugé de 10 mL
dans une fiole jaugée de 100 mL)
-
Solutions une fois diluées :
3. Identification du colorant :
Comparaison des spectres du bleu patenté et du bleu inconnu (schtroumpf) :
Les teintes des différents colorants bleus ne sont pas distinguables à l'œil : seul le spectrophotomètre pourra
confirmer l'indication du paquet de bonbon (bleu patenté = E131).
A partir du spectre de référence du bleu patenté, on mesure l’absorbance maximale du bonbon : Amax = 0,278
4. Constante de proportionnalité :
Par la loi de Beer-Lambert, on en déduit la valeur du coefficient d'absorption maximal du bleu patenté :
k  .l 
Apatente
c patente

0,278
= 7,0  104 Lmol–1
4, 0.10 –6
5. Expression de la masse de colorant :
cextrait =

Acolorant
k
mcolorant 
et mcolorant = ncolorant  Mcolorant = cextrait  V  Mcolorant
Acolorant M colorant V
k
6. Calcul de la masse de colorant dans le bonbon :
Acolorant M colorant V 0, 235560  0,100

 2, 0.104 g ( 0, 20 mg )
4
k
7, 0.10
mcolorant
2, 0.104
Pourcentage de colorant dans le bonbon :

 0, 003%
mschtroumpf
7,8
mcolorant 
7. Calcul de la DJA de ce colorant :
Un consommateur de 60 kg ne doit pas ingérer plus de
60  2,5
 750 schtroumpfs par jour.
0, 20
II. Spectres infrarouges
II.1. Lecture d’un spectre infrarouge
On peut identifier un pic avec la souris (clic gauche). Repérer le pic majeur orienté vers le bas (entouré ci-dessus).
1. Grandeurs :
-
en abscisse : nombre d’onde (en cm-1) ;
en ordonnée : transmittance (sans unité).
2. L’axe des abscisses est inversé. Ceci est logique car le nombre d’onde est l’inverse de la longueur d’onde.
3. Les pics vers le bas représentent des raies (ou bandes) d’absorptions. L’axe des ordonnées est en transmittance.
4. La bande d’absorption commune aux deux molécules se situe autour de 2900 cm-1.
5. La deuxième bande, pour la seconde molécule, s’explique par l’absorption infrarouge d’une autre liaison dans
la molécule d’éther diéthylique.
II.2. Comparaison de quatre spectres
Spectres IR :
Propan-1-ol (en haut à gauche) - le 3-chloro-propène (en haut à droite) – le propane (en bas à gauche) – le
propanal (en bas à droite)
6. La liaison C – H est commune aux quatre spectres (autour de 2900 cm-1).
7. Tableau :
Liaison chimique
Nombre d’onde associé (en cm-1)
C–H
2900
C=O
1700
C=C
1850
O–H
3300
II.3. Comparaison de deux isomères (bonus)
Spectre du butan-1-ol (liquide) :
Spectre du butan-2-ol (liquide) :
8. Analyse comparée des deux spectres (butan-1-ol et butan-2-ol) : les spectres sont sensiblement identiques, avec
deux bandes d’absorption, l’une à 2900 cm-1 (identique) et l’autre vers 3400 cm-1 (plus ou moins intense).
9. Quand on se déplace au-delà des 1500 cm-1, on a la « signature » de la molécule, mais on ne peut pas vraiment
identifier de liaison chimique.
10. On peut mettre en évidence une interaction de type « liaison hydrogène » entre l’échantillon (alcool) et le
solvant (phase liquide), car la bande d’absorption liée à O-H (vers 3300 cm-1) est élargie.

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