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Physique-Chimie

Chimie

Analyse physique d'un système chimique

Dans cette vidéo, on étudie une solution de diodes et on cherche à déterminer sa concentration en diodes par étalonnage spectrophotométrique. On effectue des mesures de concentration et d'absorbance à une longueur d'onde optimale de 470 nm. On utilise l'étalonnage pour tracer une droite reliant la concentration à l'absorbance, et ainsi déterminer la loi de l'absorbance en fonction de la concentration. On utilise ensuite cette loi pour trouver la concentration de la solution de diode étudiée, qui a une absorbance de 0,514, en isolant C dans l'équation A x C + B. On obtient une concentration de 564 µmol·L. Il est important de noter le coefficient de régression au carré (R²) pour évaluer la fiabilité de la régression linéaire. Plus il est proche de 1, plus le modèle est fiable. Cette méthode d'étalonnage spectrophotométrique est utile pour doser des espèces qui absorbent du rayonnement et sera suivie d'une méthode de titrage dans une prochaine vidéo.

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio. Dans cette vidéo, on va étudier une solution de diodes. Alors l'objectif de cet exercice, c'est de déterminer la concentration en diodes d'une solution. Les bases sont posées, on effectue un dosage par étalonnage spectrophotométrique. Au cours de l'expérience, on relève les valeurs suivantes, donc des valeurs de concentration et d'absorbance. Les mesures ont été effectuées à une longueur d'onde de 470 nanomètres. Il s'agit de la longueur d'onde pour laquelle le diode atteint une absorbance maximale. Donc on se trouve bien dans les conditions optimales pour effectuer un dosage par étalonnage spectrophotométrique. Là, chaque mot est important. Il faut comprendre bien ce qu'on fait. Dosage, ça veut dire qu'on cherche à déterminer la concentration d'une solution particulière. C'est l'objectif de l'exercice. On effectue un étalonnage spectrophotométrique. On va voir à travers de l'exercice à quoi ça sert concrètement. Il y a deux types de dosage qu'on fera en terminale, soit par étalonnage, soit par titrage. Ici, c'est un étalonnage, c'est-à-dire que pour une série d'échantillons dont on connaît la concentration, on va tracer une droite pour voir quelle est leur absorbance. À partir de là, on va extrapoler une loi linéaire. Pour l'échantillon dont on veut connaître la concentration, on se réfère à son absorbance mesurée et à la courbe qu'on va tracer pour en déduire sa concentration. Voilà le but de l'étalonnage. On va le montrer à travers l'exercice. Comment ça fonctionne plus particulièrement? Première question, de quelle couleur est une solution d'iode? C'est de la culture générale, mais ça rapporte des points lorsqu'on est au bac. Et puis même ça fait bonne figure, par exemple, pour le TP. Donc c'est bien de le savoir. Une solution d'iode, du diode pur... Moi j'avoue que j'ai toujours eu du mal, vu que du diode pur, c'est de couleur violette. C'est toujours retenu violet. Mais pour une solution haqueuse, une solution de diode, c'est une teinte brune-oranger. Il faut le savoir. Ce qui est important, c'est que ça absorbe dans l'UV. Et donc c'est tout à fait intéressant d'effectuer un étalonnage spectrophotométrique. Ce n'est adapté que pour les espèces qui absorbent du rayonnement. Question 2, déterminer l'équation de la droite représentative de l'absorbance en fonction de la concentration, modélisant les données obtenues au cours du dosage. On pourra céder d'un tableur ou d'une calculatrice. Alors là, il faut prendre sa calculatrice, aller... Alors moi, je ne sais plus ce qui est recommandé par le ministère de l'éducation. Moi j'ai une TI, du coup il faut aller dans Stat et modifier les tableaux de valeur. Après il faut adapter en fonction s'il y en a une casio, etc. Et à ce moment-là, on fait une régression linéaire. Ça veut dire que la calculatrice va chercher à approcher A en fonction de C par une droite et en sortir des coefficients correspondants. En effectuant cette régression linéaire, je trouve une loi de l'absorbance en fonction de la concentration de manière linéaire, donc A fois C plus B. C étant bien sûr l'inconnu. Donc il nous sort aussi les coefficients de cette droite, A qui vaut 859, puisque attention c'est une concentration en millimoles par litre moins 1, et B qui est égal à 0,293. Un paramètre aussi très important à chaque fois qu'on fait une régression linéaire, il faut noter le R². Alors ça s'appelle le coefficient de régression au carré. En gros, ça quantifie la fiabilité de notre régression linéaire. Donc plus elle est proche de 1, plus effectivement le modèle est bon, c'est-à-dire modéliser les données par une droite, ça correspond bien à ce qu'on observe, donc plus la droite passe par l'ensemble des points. Ici R² vaut 0,989, donc c'est satisfaisant. D'ailleurs, en général, si on n'obtient pas un bon R², c'est souvent qu'on a mal tapé les données, donc c'est un moyen de se corriger. Maintenant on a la loi, qu'on a déduite des données, et ça y est, on souhaite déterminer la concentration de notre solution, donc on mesure son absorbance. La solution de Diode étudiée a une absorbance de 0,514. Déterminer alors sa concentration en quantité de matière. Si on reprend la loi que maintenant on a posée, on sait qu'elle est vraie pour les données qu'on a étudiées. Donc A, l'absorbance de notre solution à les données a été mesurée. A et B sont des paramètres qui ont été connus. Vu qu'on a juste à déterminer C, on a juste à l'isoler. C, c'est égal à A-B, divisé par a, et l'application numérique nous donne 564 µmol·L. On peut vérifier vite fait, vu qu'on sait que c'est une droite, on peut vérifier vite fait que ce n'est pas une valeur aberrante. Là on avait une concentration de 250 µmol·L, on avait une absorbance de 0,22. Pour 750, une absorbance de 0,7. Ici, vu que l'absorbance était de 0,514, on s'attend à avoir une valeur à peu près entre les deux, un peu plus proche d'ailleurs de 750. Donc c'est bien. C'est un moyen de vérifier qu'on ne s'est pas trop trompé. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo. C'était une première approche sur l'intérêt de faire un étalonnage spectrophotométrique lors d'un dosage. On verra la méthode de titrage dans un second temps. En attendant, je vous dis à bientôt.

Le diiode

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