Absorbance?

[Billball]

Bonjour,

feuilletant mes futurs cours (et notamment le 1er chap de chimie : transformations lente et rapide), je suis tombé sur l'absorbance
A = k.[X]
cependant je ne comprend pas à quoi correspond k et il n'y a rien dans les exos de mon livre de cours en rapport... de plus wikipedia n'explique trop rien de facile!

merci de l'aide

[Dominique Lefebvre]

Bonjour,

feuilletant mes futurs cours (et notamment le 1er chap de chimie : transformations lente et rapide), je suis tombé sur l'absorbance
A = k.[X]
cependant je ne comprend pas à quoi correspond k et il n'y a rien dans les exos de mon livre de cours en rapport... de plus wikipedia n'explique trop rien de facile!

merci de l'aide

Bonsoir,
C'est curieux, parce que le seul endroit où j'ai souvenir d'avoir entendu parlé d'absorbance c'est dans la loi de Beer-Lambert. Cette loi empirique détermine l'absoprtion moléculaire de la lumière par une substance chimique en solution. Dans cette loi, l'absorbance est le produit du coeff. d'absorption moléculaire par la concentration de la solution et la longueur du chemin optique parcouru. De façon imagée, on l'appelle aussi "densité optique".

Je doute que ton 1er chapitre de cours de chimie parle de ce sujet, mais ne sait-on jamais!

[Billball]

sisi c'est bien cette loi qui est mentionné, avec l'aide d'un spectrophotomètre d'ailleurs :we:
Oki, ça m'a un peu éclairci disons! merci

[baptisted]

Bonjour, je te propose ma fiche sur la Spectrophotométrie, que je n'ai pas encore tapé à l'ordinateur. Peut-être te sera t-elle utile... :

[center]

http://baptiste.delpierre.free.fr/public/Physique/Marron/Spectro_edition_manuelle.pdf

[/center]

[Dominique Lefebvre]

Bonjour, je te propose ma fiche sur la Spectrophotométrie, que je n'ai pas encore tapé à l'ordinateur. Peut-être te sera t-elle utile... :



[center]


[/center]

Cette fiche n'explique pas ce qu'est l'absorbance... Ainsi donc, on vous balance une caractéristique physique sans vous expliquer ce dont il s'agit! Décidement, l'enseignement de la physique dans le secondaire ne s'est pas amélioré!
Cette page est bien plus parlante : [url="http://fr.wikipedia.org/wiki/Absorbance"]http://fr.wikipedia.org/wiki/Absorbance[/url]
Si vous avez des questions, n'hésitez pas!

[baptisted]

La page de Wikipédia est d'une qualité bien meilleure que ma petite fiche puisque cette dernière nétait destinée qu'à passer le Bac...


Je vais tenter d'expliquer l'artcile de Wikipédia aussi bien que je le peux :
Tu as :

[center] [/center]
[left]Puisque tu es en Première, tu n'as pas encore vu le logarithme décimal, mais ce n'est pas trop important pour la compréhension de ce qu'est l'absorbance.[/left]

L'absorbance a été définie pour pouvoir caractériser une solution donnée en utilisant des radiations lumineuses. En terminale, ces radiations appartiennent au domainde du visible.

Comment ? C'est simple : si ta solution aqueuse est colorée, tu peux dire que sa couleur est unique (même si ton oeil peut parfois ne pas faire la différence entre deux couleurs si les radiations lumineuses ont une longueur d'onde proche dans un milieu donné).
Je ne sais pas si tu sais d'où vient le fait qu'un objet soit d'une couleur donnée donc je vais le rappeller : la lumière blanche ést constituée de toues les radiations, en particulier toutes celles visibles par ton oeil. Dès lors, lorsqu'elle traverse une solution, certaines de ces radiations sont absorbées car les entités constituant la solution ont la propriété d'absorber ces radiations. Et donc de l'autre coté, seules certaines radiations sortent, d'où la couleur.
C'est cette propriété qui est utilisée pour l'absorbance :
Pour une radiations donnée, (= lumière monochromatique) ayant une intensité lumineuse (unité : candela, (symbole: cd), notation de la dimension : J), on mesure I l'intensité de cette radiation après qu'elle est traversée le contenant de la solution. Puis on calcule la valeur (rapport sans dimension). Cette valeur s'appelle la transmittance et est propre à la solution étudiée, on en prend le logarithme décimal ce qui te donne l'absorbance. (d'où la définition donnée par Wikipédia).
Mais cela ne donne pas la relation que tu utiliseras en Terminale.
Il faut juste admettre qu'il a été prouvé (on va sauter la démo mathématique, tu pourras y revenir quand tu maitriseras log et intégrale), que l'absorbance est égal au produit de :

1. La concentration de la solution étudiée c.
2. L'épaisseur de la cuve de mesure
   l
3. Une constante (L'unité de cette constante est : , voir le message de Dominique : [url="http://maths-forum.com/showpost.php?p=419057&postcount=12"]http://maths-forum.com/showpost.php?p=419057&postcount=12[/url])

Le A= kc peut provenir du fait que l'on a posé .

[Dominique Lefebvre]

Mon prof de Première, bien que particulièrement génial, nous obligeait à dire que si l'énergie mécanique se conservait, cétait parce que la seule force qui travaillait (le poid) dérivait d'un potentiel...sans jamais nous avoir dit ce qu'était un potentiel ("Soyez rigoureux, dites le. Moi je ne peux pas le définir à votre niveau en étant rigoureux".)
Mon prof de Terminale, lui, nous parlait de la capacité d'un condensateur et de l'inductance d'une bobine comme "grandeur caractéristique" de ce condensateur/de cette bobine... comme l'absorbance nous avait été définie comme "grandeur caractéristique" d'une solution aqueuse, se mesurant avec un spectrophotomètre (sarcasme).

Lamentable et se passe de commentaire...

D'abord, pourquoi l'absorbance ?

La suite ne répond pas au pourquoi de l'absorbance, et d'ailleurs ladite réponse est très compliquée..;

Elle a été définie pour pouvoir caractériser une solution donnée à condition qu'elle soit colorée.

Ah non! L'absorbance est une caractéristique d'une solution, pas forcément aqueuse d'ailleurs! On observe une absorbance dans le domaine de l'infra-rouge ou de l'ultraviolet pour des solutions qui sont incolores dans le visible. La condition "colorée" n'est pas nécessaire pour parler d'absorbance.

Ensuite, comment ? C'est simple : si ta solution aqueuse est colorée, tu peux dire que sa couleur est unique pour un système observant assez précis (pas forcément ton oeil...).

La couleur ne dépend pas du capteur "observant" (c'est quoi ce charabia d'ailleurs: système observant?). Elle dépend de la longeur d'onde qui éclaire la solution, de la structure moléculaire ou atomique de la solution et aussi de sa concentration. Avec un capteur donné, on peut détecter la coloration ou pas, selon la nature du capteur.

Je ne sais pas si tu sais d'où vient le fait qu'un objet soit d'une couleur donnée donc je vais le rappeller : la lumière blanche ést constituée de toues les radiations, en particulier toutes celles visibles par ton oeil. Dès lors, lorsqu'elle traverse une solution, certaines de ces radiations sont absorbées car les entités constituant la solution ont la propriété d'absorber ces radiations. Et donc de l'autre coté, seules certaines radiations sortent, d'où la couleur.
C'est cette propriété qui est utilisée pour l'absorbance :
Pour une radiations donnée, (= lumière monochromatique) ayant une intensité lumineuse (unité : candela, (symbole: cd), notation de la dimension : J), on mesure I l'intensité de cette radiation après qu'elle est traversée le contenant de la solution. Puis on calcule la valeur (rapport sans dimension). Cette valeur s'appelle la transmittance et est propre à la solution étudiée, on en prend le logarithme décimal ce qui te donne l'absorbance. (d'où la définition donnée par Wikipédia).
Mais cela ne donne pas la relation que tu utiliseras en Terminale.
Il faut juste admettre qu'il a été prouvé (on va sauter la démo mathématique, tu pourras y revenir quand tu maitriseras log et intégrale), que l'absorbance était proportionnelle à :

1. Sa concentration c.
2. L'épaisseur de la cuve de mesure
3. Une constante (dimensionnellement c'est ou m²/mol) Je suis en contradiction avec Wikipédia (qui me dit que c'est en mol-1.cm-1 ) mais je pense que j'ai raison.

Le A= kc peut provenir:

• On a posé
• Je vais être mauvaise langue : comme en général l=1 cm, ils ont posé au mépris de l'homogéinité. (Ils ont plus à çà près, déja en optique on balance que le grossissement commercial d'un microscope est égal à P/4 en oubliant de préciser que 1/4 a une dimension, en l'occurence L ... enfin heureusement que Wikipédia est là (je viens de le corriger...): [url="http://fr.wikipedia.org/wiki/Grossissement_commercial"]http://fr.wikipedia.org/wiki/Grossissement_commercial[/url]

Humm... L'analyse dimensionnelle n'est pas encore bien maitrisée!
La loi de Beer-Lambert s'écrit log(I/I0) = epsilon*[J]*l . Par définition l'absorbance A est le produit A=epsilon*[J]*l . Sa dimension doit être homogène à la dimension de log(I/I0). Et comme chacun le sait, le log d'un rapport est sans dimension. Et donc l'absorbance est une grandeur sans dimension.
Il ne faut pas la confondre avec le coefficient d'absorption molaire (epsilon), qui s'exprime lui en L.mol-1.cm-1!

Un peu de modestie dans l'expression ne nuit pas non plus...

[baptisted]

Humm... L'analyse dimensionnelle n'est pas encore bien maitrisée!
La loi de Beer-Lambert s'écrit log(I/I0) = epsilon*[J]*l . Par définition l'absorbance A est le produit A=epsilon*[J]*l . Sa dimension doit être homogène à la dimension de log(I/I0). Et comme chacun le sait, le log d'un rapport est sans dimension. Et donc l'absorbance est une grandeur sans dimension.
Il ne faut pas la confondre avec le coefficient d'absorption molaire (epsilon), qui s'exprime lui en L.mol-1.cm-1!

Un peu de modestie dans l'expression ne nuit pas non plus...

C'est le fait que [A]=1 qui ma amené à touvé ce que j'ai trouvé. D'autant que finalement, on trouve la même dimension pou epsilon

Par définition l'absorbance A est le produit A=epsilon*[J]*l

[J] est bien une concentration ?

Lamentable et se passe de commentaire...

Je pense que vous avez mal interprété ce que je voulais dire. Le passage incriminé montrait qu'aujourd'hui l'enseignement secondaire de physique se réduit à un ensemble de recette de cuisine à appliquer sans comprendre (la preuve les livres de TS disent que l'absorbance est mesurable pour une solution aqueuse colorée). Il ne s'agissait en aucun cas de critiquer mes professeurs de Physique-Chime, ni celui de Terminale (qui a toujours fait un cours de qualité) et encore moins celui de Première (que j'apprécie énormément et qui m'a appris tout ce que je sais en Physique). Le seul repproche que j'ai a leur faire (et je leur en ai fait part) c'est de ne pas expliciter certaine notion comme l'inductance ou la capacité. Cel ne les a pas empêcher de dépasser à bon escient les objectifs du baccalauréat, qui ne sont pas bien hauts.


Pour finir je suis désolé si mon explication n'est pas claire, et encore plus si mon message était d'un cararctère prétentieux. Ce n'était pas mon but croyez moi.

[Billball]

La page de Wikipédia est d'une qualité bien meilleure que ma petite fiche puisque cette dernière nétait destinée qu'à passer le Bac...


Je vais tenter d'expliquer l'artcile de Wikipédia aussi bien que je le peux :
Tu as :

[center] [/center]
[left]Puisque tu es en Première, tu n'as pas encore vu le logarithme décimal, mais ce n'est pas trop important pour la compréhension de ce qu'est l'absorbance.[/left]

L'absorbance a été définie pour pouvoir caractériser une solution donnée en utilisant des radiations lumineuses. En terminale, ces radiations appartiennent au domainde du visible.

Comment ? C'est simple : si ta solution aqueuse est colorée, tu peux dire que sa couleur est unique (même si ton oeil peut parfois ne pas faire la différence entre deux couleurs si les radiations lumineuses ont une longueur d'onde proche dans un milieu donné).
Je ne sais pas si tu sais d'où vient le fait qu'un objet soit d'une couleur donnée donc je vais le rappeller : la lumière blanche ést constituée de toues les radiations, en particulier toutes celles visibles par ton oeil. Dès lors, lorsqu'elle traverse une solution, certaines de ces radiations sont absorbées car les entités constituant la solution ont la propriété d'absorber ces radiations. Et donc de l'autre coté, seules certaines radiations sortent, d'où la couleur.
C'est cette propriété qui est utilisée pour l'absorbance :
Pour une radiations donnée, (= lumière monochromatique) ayant une intensité lumineuse (unité : candela, (symbole: cd), notation de la dimension : J), on mesure I l'intensité de cette radiation après qu'elle est traversée le contenant de la solution. Puis on calcule la valeur (rapport sans dimension). Cette valeur s'appelle la transmittance et est propre à la solution étudiée, on en prend le logarithme décimal ce qui te donne l'absorbance. (d'où la définition donnée par Wikipédia).
Mais cela ne donne pas la relation que tu utiliseras en Terminale.
Il faut juste admettre qu'il a été prouvé (on va sauter la démo mathématique, tu pourras y revenir quand tu maitriseras log et intégrale), que l'absorbance est égal au produit de :

1. La concentration de la solution étudiée c.
2. L'épaisseur de la cuve de mesure
   l
3. Une constante (La dimension de cette constante est , d'unité m²/mol dans le SI)

Le A= kc peut provenir du fait que l'on a posé .

cool, merci, ça explique mieux!
dominique, jsuis juste en premiére, j'avais été voir sur wiki mais bon, trop compliqué, c'était dans le but de m'avancer dans le programme

[Dominique Lefebvre]

C'est le fait que [A]=1 qui ma amené à touvé ce que j'ai trouvé. D'autant que finalement, on trouve la même dimension pou epsilon

[J] est bien une concentration ?

L'basorbance A est donc le produit de epsilon*[J]*l. [J] est bien une concentration, exprimée en mol.l-1 et l est bien une longueur, que les chimistes expriment en cm (cohérent avec l'épaisseur de la cuve, d'environ 1 cm).

Sachant que A n'a pas de dimension, nous pouvons établir la dimension de epsilon. En utilisant les unités et en notant [X] la dimension d'epsilon, on a : [X].mol.l-1.cm = 1 d'où [X] = l.mol-1.cm-1, dimension d'epsilon comme je l'indiquais (litre avec un l minuscule et pas majuscule comme je l'ai écris trop rapidement...).

Je pense que vous avez mal interprété ce que je voulais dire. Le passage incriminé montrait qu'aujourd'hui l'enseignement secondaire de physique se réduit à un ensemble de recette de cuisine à appliquer sans comprendre (la preuve les livres de TS disent que l'absorbance est mesurable pour une solution aqueuse colorée). Il ne s'agissait en aucun cas de critiquer mes professeurs de Physique-Chime, ni celui de Terminale (qui a toujours fait un cours de qualité) et encore moins celui de Première (que j'apprécie énormément et qui m'a appris tout ce que je sais en Physique). Le seul repproche que j'ai a leur faire (et je leur en ai fait part) c'est de ne pas expliciter certaine notion comme l'inductance ou la capacité. Cel ne les a pas empêcher de dépasser à bon escient les objectifs du baccalauréat, qui ne sont pas bien hauts.

Ma remarque portait sur l'enseignement de la physique (la méthode et le programme) et pas sur les profs, qui font un métier difficile avec les moyens qu'on leur donne... Je me suis sans doute exprimé un peu brutalement mais c'est mon opinion sur l'enseignement de la physique dans le secondaire en France.

Pour finir je suis désolé si mon explication n'est pas claire, et encore plus si mon message était d'un cararctère prétentieux. Ce n'était pas mon but croyez moi.

C'est à dire qu'avant d'écrire en gras que Wiki a tort, ce qui lui arrive peu souvent quand même, il faut revérifier ses calculs... Un coeff d'absorption moléculaire qui aurait la dimension d'une surface sur une quantité de matière, cela ne t'a pas surpris? Sur le plan physique, c'est assez curieux!

[baptisted]

Sachant que A n'a pas de dimension, nous pouvons établir la dimension de epsilon. En utilisant les unités et en notant [X] la dimension d'epsilon, on a : [X].mol.l-1.cm = 1 d'où [X] = l.mol-1.cm-1, dimension d'epsilon comme je l'indiquais (litre avec un l minuscule et pas majuscule comme je l'ai écris trop rapidement...).


C'est à dire qu'avant d'écrire en gras que Wiki a tort, ce qui lui arrive peu souvent quand même, il faut revérifier ses calculs... Un coeff d'absorption moléculaire qui aurait la dimension d'une surface sur une quantité de matière, cela ne t'a pas surpris? Sur le plan physique, c'est assez curieux!

Je m'étais trompé sur l'unité, mais sur le plan dimensionnel je croyais qu'on devait toujours rassembler les grandeurs de base c'est pourquoi j'ai écrit que(avec N dimension d'une quantité de matière et L dimension d'une longueur): [c]=N.L^-3
[l]=L et [A]=1 soit [epsilon]=L^2.N^-1, ce qui m'a induit en erreur pour l'unité. Et l'unité me parait étrange :
On peut écrire l.mol-1.cm-1 ? Parceque si on écrit cela sous la forme dm^3.mol-1.cm-1, ne faut t'il pas convertir les cm en dm ? Car des lors on retrouve dm^2.mol-1.

Édit : les deux unités sont valables, c'est une question de spécialité (chimiste ou biochimiste): http://fr.wikipedia.org/wiki/Absorptivit%C3%A9_molaire

[Dominique Lefebvre]

Je m'étais trompé sur l'unité, mais sur le plan dimensionnel je croyais qu'on devait toujours rassembler les grandeurs de base c'est pourquoi j'ai écrit que(avec N dimension d'une quantité de matière et L dimension d'une longueur): [c]=N.L^-3
[l]=L et [A]=1 soit [epsilon]=L^2.N^-1, ce qui m'a induit en erreur pour l'unité. Et l'unité me parait étrange :
On peut écrire l.mol-1.cm-1 ? Parceque si on écrit cela sous la forme dm^3.mol-1.cm-1, ne faut t'il pas convertir les cm en dm ? Car des lors on retrouve dm^2.mol-1.

Édit : les deux unités sont valables, c'est une question de spécialité (chimiste ou biochimiste): [url="http://fr.wikipedia.org/wiki/Absorptivit%C3%A9_molaire"]http://fr.wikipedia.org/wiki/Absorptivit%C3%A9_molaire[/url]

Même si sur le plan strictement calculatoire, les deux écritures sont équivalentes, elles ne le sont pas sur le plan de la compréhension physique du phénomène. L'absorbance n'a pas de relation physique avec une surface... Le volume "l" est directement lié à la concentration et est à rapprocher d'une quantité de matière, c'est à dire d'un nombre de molécules. La longueur "l" de la cuve est une grandeur qui intervient dans le calcul d'absorption moléculaire, qui est également à rapprocher du nombre de molécules et de leur nature: plus l'épaisseur de liquide traversée est grande, plus l'absorption est grande.
Ces concepts ne peuvent être abordés si l'on utilise une unité comme dm².mol-1.
Ce qu'il faut retenir, c'est que l'analyse dimensionnelle en physique n'est pas une technique purement mathématique. Elle doit avoir un sens physique. Même si certaines simplifications sont valables mathématiquement, elles peuvent n'avoir aucun sens physiquement.
Comme quoi aussi, les unités du SI méritent parfois d'être explicitées, sous peine d'être nébuleuses... Je connais d'ailleurs très peu de physiciens (les chimistes, je ne sais pas, mais Maurice pourrait nous dire ça) qui utilisent l'USI pour l'absorbance, sauf dans les rapports officiels!

[Ruch]

Plus simplement et en résumé, la loi de Beer Lambert donne:

A = e x l x [X] (avec e epsilon).

L'absorbance augmente donc avec 3 paramètres:

- Le coefficient d'absorption molaire (e) : c'est l'aptitude qu'a une espèce donnée d'absorber une radiation donnée. (e) dépend donc à la fois de la nature de la radiation et de celle de l'espèce.
- L'épaisseur de la solution (l): pour une même concentration donnée, le caractère foncé de la couleur d'une solution croit avec l'épaisseur de cette solution. Plus la couleur d'une solution est foncée, plus son absorbance est grande (ce qui explique que A augmente avec l)
- La concentration de l'espèce dissoute dans un solvante [X]. Même raisonnement qu'avec l'épaisseur de la solution.

Sauf étourderies.
C'est ce que tu es censé comprendre en Terminale et c'est ainsi que je l'ai compris.

[Dominique Lefebvre]

Plus simplement et en résumé, la loi de Beer Lambert donne:

A = e x l x [X] (avec e epsilon).

L'absorbance augmente donc avec 3 paramètres:

- Le coefficient d'absorption molaire (e) : c'est l'aptitude qu'a une espèce donnée d'absorber une radiation donnée. (e) dépend donc à la fois de la nature de la radiation et de celle de l'espèce.
- L'épaisseur de la solution (l): pour une même concentration donnée, le caractère foncé de la couleur d'une solution croit avec l'épaisseur de cette solution. Plus la couleur d'une solution est foncée, plus son absorbance est grande (ce qui explique que A augmente avec l)
- La concentration de l'espèce dissoute dans un solvante [X]. Même raisonnement qu'avec l'épaisseur de la solution.

Sauf étourderies.
C'est ce que tu es censé comprendre en Terminale et c'est ainsi que je l'ai compris.

Bonjour,
Je ne vois pas trop l'intérêt de répéter dans ce message ce qui a déjà été dit... Avec une erreur déjà corrigée par ailleurs: la solution n'a pas besoin d'être colorée! La loi de Beer est applicable dans d'autres domaines que le visible (dans l'IR et l'UV ...).

Genre d'intervention à éviter....

[Billball]

oué, car ya rien à voir avec "l'épaisseur l" dans mon cours