Analyser un système chimique par des méthodes physiques

Comment connaître le contenu d’une boisson ? Comment déterminer la quantité de sucre ou de colorant dans un sirop ? Ondes infrarouges ou UV-visible, conductivité… Pauline et Lucy, professeurs de physique-chimie, présentent plusieurs techniques tirées de la physique qui permettent d'analyser le contenu d'un système chimique.

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Mesurer avec les ondes infrarouges

La spectroscopie infrarouge consiste à envoyer des ondes infrarouges à une solution et à mesurer l’intensité des ondes sortantes. Elle mesure donc la transmittance, c’est-à-dire ce qui est transmis. Les rayonnements absorbés par la solution font vibrer les liaisons de la molécule.

Pour analyser un spectre infrarouge, il faut s’appuyer sur une banque de données qui donne les caractéristiques des différentes molécules (les liaisons possibles, le nombre d’ondes qu’un type de molécule va absorber, etc.).

Mesurer avec les ondes UV-visible

La spectroscopie UV-visible permet d’envoyer des ondes sur des molécules. On observe les ondes qui reviennent et ceux qui ne reviennent pas. Pour cela, on utilise un spectrophotomètre.

On compare, soit en calculant la transmittance (ce qui n’est pas absorbé), soit en calculant l’absorbance (ce qui est absorbé). Avec l’absorbance, on peut aussi mesurer la concentration de la solution. Plus la solution est concentrée, plus elle absorbe. L’absorbance est donc proportionnelle à la concentration. C’est la loi de Beer-Lambert.

Mesurer la conductivité

Avec un conductimètre, on mesure la conductivité électrique d’une solution. La conductivité électrique est la capacité de la solution à permettre le passage d’un courant électrique. On va mesurer donc la quantité d’espèces ioniques présentes dans une solution.

On place deux plaques dans la solution et on mesure l’intensité électrique qui va passer entre les deux plaques. L’intensité électrique dépendra des ions présents dans la solution. Plus il y a d’ions, plus la conductivité va être importante. La conductivité est donc proportionnelle à la concentration. C’est la loi de Kohlrausch.

► On peut aussi analyser un système par des méthodes chimiques.