Programme

Physique-Chimie (Spé) — Constitution et transformations de la matière

Spectroscopie

Spectroscopie UV-visible, IR, RMN du proton, identification moléculaire

Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

La spectroscopie utilise l'interaction lumière-matière pour identifier des molécules. La spectroscopie UV-visible mesure l'absorbance $A$ d'une solution en fonction de la longueur d'onde ; la loi de Beer-Lambert $A = \varepsilon \times \ell \times C$ relie absorbance et concentration. La spectroscopie infrarouge (IR) détecte les liaisons chimiques par leurs vibrations caractéristiques : $\mathrm{O{-}H}$ large vers $3300\ \mathrm{cm^{-1}}$, $\mathrm{C{=}O}$ fin vers $1700\ \mathrm{cm^{-1}}$, $\mathrm{N{-}H}$ vers $3400\ \mathrm{cm^{-1}}$. La spectroscopie RMN du proton analyse l'environnement des atomes d'hydrogène : le déplacement chimique $\delta$ (en $\mathrm{ppm}$) indique le type d'environnement, la multiplicité (singulet, doublet, triplet) révèle le nombre de voisins (règle des $n+1$), et l'intégration donne le nombre relatif de protons.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Spectroscopie, extraits du quiz de révision.

La loi de Beer-Lambert s'écrit :
Réponse :
$A = \varepsilon \times \ell \times C$
$A = \varepsilon \times \ell \times C$ avec $A$ l'absorbance (sans unité), $\varepsilon$ le coefficient d'absorption molaire ($\mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}}$), $\ell$ l'épaisseur ($\mathrm{cm}$) et $C$ la concentration ($\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$).
Une bande large d'absorption IR vers $3200$–$3400\ \mathrm{cm^{-1}}$ indique la présence de :
Réponse :
$\mathrm{O{-}H}$ lié (liaison hydrogène)
La bande $\mathrm{O{-}H}$ liée par liaison hydrogène est caractéristiquement large et centrée vers $3200$–$3400\ \mathrm{cm^{-1}}$. Une bande $\mathrm{O{-}H}$ libre serait fine vers $3600\ \mathrm{cm^{-1}}$.
En RMN, la règle des $n+1$ signifie qu'un proton ayant $2$ voisins donne :
Réponse :
Un triplet
(RMN : hors programme, approfondissement.) Avec $n = 2$ voisins, le signal a $n+1 = 3$ pics, soit un triplet. Chaque voisin supplémentaire ajoute un pic au signal.
Le déplacement chimique $\delta \approx 9{,}5\ \mathrm{ppm}$ en RMN correspond à :
Réponse :
Un H d'aldéhyde ($\mathrm{CHO}$)
(RMN : hors programme, approfondissement.) Les protons d'aldéhyde ($\mathrm{CHO}$) résonnent vers $\delta \approx 9$–$10\ \mathrm{ppm}$, une valeur très élevée due au fort déblindage par le $\mathrm{C{=}O}$.