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Cette condition est plus souvent satisfaite avec les réactions en
chimie minérale qu'avec les groupes fonctionnels organiques.
Méthodes de mesure électrochimiques
Elles mettent en jeu des réactions électrochimiques, telles
que l'électrolyse. Des électrodes sont placées dans une solution
contenant des ions. Une différence de potentiel est appliquée entre
les électrodes, il en résulte le passage d'un courant électrique: les
cations (ions chargés positivement) se déplacent vers l'électrode
négative (cathode) et les anions (ions de charge négative) sont
attirés vers l'électrode positive (anode). L'intensité du courant, la
différence de potentiel appliqué aux électrodes, la concentration
du corps électrolysé et le temps de la réaction sont reliés par une
expression mathématique simple, qui permet de déterminer la
concentration des ions dans la solution de départ. Les deux métho-
des de mesure principales sont: la potentiométrie, mesure du po-
tentiel des électrodes à courant constant, et l'ampérométrie, me-
sure de l'intensité du courant à potentiels constants. La conducti-
métrie consiste à mesurer la conductance (inverse de la résistance)
d'une solution. C'est plutôt une méthode électrique et elle permet
de déterminer la concentration d'ions dans une solution.
Méthodes physiques
Elles ne sont pas destructives et nécessitent de faibles
quantités de matière:
Méthodes thermiques
La thermogravimétrie donne l'évolution de la masse de
l'échantillon en fonction du temps et de la température qui lui est
appliquée. La masse est mesurée par une thermobalance. L'ana-
lyse thermique différentielle permet de suivre l'évolution de la dif-
férence de température entre l'échantillon et un étalon en fonction
de la température, qui croît de façon linéaire en fonction du temps.
Méthodes optiques
Ce sont les techniques d'analyse physiques les plus précises
et les plus employées. Elles utilisent l'interaction entre le
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rayonnement électromagnétique et la matière. Parmi ces
méthodes, on peu citer: les spectrophotométries d'absorption dans
le visible, dans l'ultraviolet et dans l'infrarouge, la microscopie
électronique, la spectroscopie d'émission, la spectroscopie
d'absorption atomique et la diffraction par rayons X.
La plupart de ces techniques utilisent le même principe. La
matière est traversée par un rayonnement électromagnétique et
absorbe puis émet de l'énergie, car elle subit les phénomènes
suivants: transition des électrons entre les niveaux d'énergie de la
molécule, vibrations ou rotations des liaisons interatomiques,
modifications des spins électroniques. Ainsi, les spectromètres
émettent un rayonnement électromagnétique qui traverse le
composé étudié, et enregistrent le spectre d'absorption ou
d'émission, qui permet de déterminer les longueurs d'onde et les
intensités du rayonnement absorbé ou émis par la matière. Ces
longueurs d'onde sont caractéristiques d'un groupe fonctionnel
(organique), et les intensités relatives des raies d'émission ou
d'absorption permettent de déterminer la proportion des
constituants correspondants dans la molécule.
La spectrophotométrie d'absorption dans le visible ou
l'ultraviolet est une technique d'analyse très utilisée pour les
substances minérales et organiques. Le spectrophotomètre mesure
l'absorbance (reliée à la quantité de lumière absorbée) d'une
solution contenant l'échantillon, avant et après que la solution a
réagi avec un réactif colorant. La diminution de la transparence de
la solution est proportionnelle à la concentration du constituant
analysé.
La spectrophotométrie d'absorption infrarouge est efficace
pour l'analyse organique, car les liaisons des groupes fonctionnels
différents ont des énergies très différentes, et absorbent par
conséquent un rayonnement infrarouge à fréquences distinctes. Le
spectre d'absorption correspondant est constitué de pics.
La spectroscopie par fluorescence utilise le phénomène
inverse de la spectrophotométrie d'absorption. Les molécules sont
excitées et émettent de la lumière aux énergies caractéristiques de
leur structure, et à une intensité proportionnelle à la concentration
de l'échantillon. Cette méthode donne des résultats quantitatifs très
précis pour certaines molécules.
Cette condition est plus souvent satisfaite avec les réactions en rayonnement électromagnétique et la matière. Parmi ces
chimie minérale qu'avec les groupes fonctionnels organiques. méthodes, on peu citer: les spectrophotométries d'absorption dans
le visible, dans l'ultraviolet et dans l'infrarouge, la microscopie
Méthodes de mesure électrochimiques électronique, la spectroscopie d'émission, la spectroscopie
d'absorption atomique et la diffraction par rayons X.
Elles mettent en jeu des réactions électrochimiques, telles La plupart de ces techniques utilisent le même principe. La
que l'électrolyse. Des électrodes sont placées dans une solution matière est traversée par un rayonnement électromagnétique et
contenant des ions. Une différence de potentiel est appliquée entre absorbe puis émet de l'énergie, car elle subit les phénomènes
les électrodes, il en résulte le passage d'un courant électrique: les suivants: transition des électrons entre les niveaux d'énergie de la
cations (ions chargés positivement) se déplacent vers l'électrode molécule, vibrations ou rotations des liaisons interatomiques,
négative (cathode) et les anions (ions de charge négative) sont modifications des spins électroniques. Ainsi, les spectromètres
attirés vers l'électrode positive (anode). L'intensité du courant, la émettent un rayonnement électromagnétique qui traverse le
différence de potentiel appliqué aux électrodes, la concentration composé étudié, et enregistrent le spectre d'absorption ou
du corps électrolysé et le temps de la réaction sont reliés par une d'émission, qui permet de déterminer les longueurs d'onde et les
expression mathématique simple, qui permet de déterminer la intensités du rayonnement absorbé ou émis par la matière. Ces
concentration des ions dans la solution de départ. Les deux métho- longueurs d'onde sont caractéristiques d'un groupe fonctionnel
des de mesure principales sont: la potentiométrie, mesure du po- (organique), et les intensités relatives des raies d'émission ou
tentiel des électrodes à courant constant, et l'ampérométrie, me- d'absorption permettent de déterminer la proportion des
sure de l'intensité du courant à potentiels constants. La conducti- constituants correspondants dans la molécule.
métrie consiste à mesurer la conductance (inverse de la résistance) La spectrophotométrie d'absorption dans le visible ou
d'une solution. C'est plutôt une méthode électrique et elle permet l'ultraviolet est une technique d'analyse très utilisée pour les
de déterminer la concentration d'ions dans une solution. substances minérales et organiques. Le spectrophotomètre mesure
l'absorbance (reliée à la quantité de lumière absorbée) d'une
Méthodes physiques solution contenant l'échantillon, avant et après que la solution a
réagi avec un réactif colorant. La diminution de la transparence de
Elles ne sont pas destructives et nécessitent de faibles la solution est proportionnelle à la concentration du constituant
quantités de matière: analysé.
Méthodes thermiques La spectrophotométrie d'absorption infrarouge est efficace
pour l'analyse organique, car les liaisons des groupes fonctionnels
La thermogravimétrie donne l'évolution de la masse de différents ont des énergies très différentes, et absorbent par
l'échantillon en fonction du temps et de la température qui lui est conséquent un rayonnement infrarouge à fréquences distinctes. Le
appliquée. La masse est mesurée par une thermobalance. L'ana- spectre d'absorption correspondant est constitué de pics.
lyse thermique différentielle permet de suivre l'évolution de la dif- La spectroscopie par fluorescence utilise le phénomène
férence de température entre l'échantillon et un étalon en fonction inverse de la spectrophotométrie d'absorption. Les molécules sont
de la température, qui croît de façon linéaire en fonction du temps. excitées et émettent de la lumière aux énergies caractéristiques de
Méthodes optiques leur structure, et à une intensité proportionnelle à la concentration
de l'échantillon. Cette méthode donne des résultats quantitatifs très
Ce sont les techniques d'analyse physiques les plus précises précis pour certaines molécules.
et les plus employées. Elles utilisent l'interaction entre le
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