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Cinétique suivie par spectrophotométrie

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Suivi cinétique par spectrophotométrie
La transformation dont on veut suivre la cinétique doit comporter une espèce chimique colorée : la
coloration du mélange réactionnel s’affirme si cette espèce est un réactif, elle s’estompe si l’espèce est un
produit.
Exemple : S2O82−(aq) + 2 I−(aq) = 2 SO42–(aq) + I2(aq)
Dans cette réaction, seule l’espèce I2(aq) est colorée : s’agissant d’un produit, cette espèce est responsable de
l’apparition et de l’affirmation d’une coloration brunâtre du mélange réactionnel.
Etude du spectre de l’espèce colorée : détermination de la longueur d’onde de travail
Une solution peu concentrée en espèce colorée introduite dans
le spectrophotomètre permet d’en obtenir le spectre A = f(λ).
Lors de la caractérisation spectrophotométrique d’une espèce
colorée, afin d’obtenir les mesures d’absorbance les plus
précises, on cherche à mesurer les valeurs d’absorbances les
plus élevées : on choisit donc de travailler à une longueur
d’onde λmax où le spectre admet un maximum.
Préparation du mélange réactionnel
Les réactifs sont préparés de manière séparée et ne seront mélangés que dès que l’on sera prêt à réaliser les
mesures, notamment après avoir réalisé le « blanc », qui est constitué du mélange réactionnel sans l’espèce
colorée (pas toujours nécessairement d’eau, donc).
Suivi cinétique
Le chronomètre est déclenché dès le mélange des réactifs ; il est arrêté dès que les mesures d’absorbance
commencent, permettant ainsi de connaître la durée de latence entre le début de la réaction et le début des
mesures.
D’après la loi de Beer-Lambert, l’absorbance A du mélange est proportionnelle à la concentration [I2] en
diiode : A = k × [I2].
La détermination de la constante k peut être faite par recours à une gamme de solutions de diiode de
concentrations connues dont on détermine, pour chacune, l’absorbance.
A
Absorbance A de solutions aqueuses de diiode de concentration C
Longueur d'onde d'étude : λ = 400 nm
1,40E+00
1,20E+00
1,00E+00
8,00E-01
A = 5900 C
R2 = 1
6,00E-01
4,00E-01
2,00E-01
C (mol/L)
0,00E+00
0,00E+00
5,00E-05
1,00E-04
1,50E-04
2,00E-04
2,50E-04
Un tableau d’avancement permet de voir que l’évolution temporelle de la concentration en diiode est
directement liée à celle de l’avancement x de la réaction,
[ I 2 ](t ) =
x( t )
V
On peut donc lier l’absorbance à l’avancement,
A( t ) = k × [ I 2 ]( t ) =
et tracer l’évolution temporelle de l’avancement, x( t ) =
k
× x(t )
V
V
× A( t )
k
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