Chromatographie de vin

Conditions expérimentales et les paramètres instrumentaux pour une analyse photométrique

1. Résumé

Dans cette expérience,  on doit étudier les effets de changement des conditions expérimentales et des paramètres instrumentaux sur la qualité des résultats obtenus sont étudiés afin d’établir les conditions expérimentales optimales pour une analyse photométrique. Le spectrophotomètre séquentiel CARY 1E de Varian ainsi que le logiciel CARY Win UV sont utilisés dans cette expérience.

Dans la première partie, les pertes aux interfaces et la fidélité des mesures sont deux facteurs étudies qui affectent la précision de la mesure. L’expérience est faite avec une cellule vide, remplie d’eau  et avec deux résolutions SBW de 0.2 nm et 2 nm. La résolution à SBW 0.2 nm a donné les meilleurs résultats. Pour la fidélité des mesures, les cellules sont remplies d’une solution de KMnO4 2 x 10-4 M dans H2SO4 2%, et les mesures ont été faites à 0.2 nm et 2 nm. Pour chaque SBW utilisé, les mesures ont été faites pour 2 temps différents 0.033 s et 3.3 s. l’écart-type est trouvé diminué avec l’augmentation du temps de mesures, et encore diminué avec la diminution de la résolution.

Dans la deuxième partie, 3 cellules ont été utilisées en quartz, en verre et en plastique. Les spectres montrent que seule la cellule en quartz n’absorbe pas dans la spectroscopie UV.

Dans la dernière partie, la loi de Beer-lambert est utilisée pour trouver une concentration inconnue . Un graphe d’absorbance en fonction de la concentration a été tracé pour trois longueurs d’ondes 545 , 525 et 506  nm. L’équation de la droite a été utilisée pour calculer la concentration moyenne de l’inconnu qui est trouvée de (2,176∙10-4M).

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2. Introduction

La largeur de la fente de sortie du monochromateur est d'une grande importance dans la
Spectroscopie UV / visible comme il est utilisé pour contrôler la résolution spectrale ou
la largeur de la bande requise pour la mesure donnée. En outre la puissance de sortie est affectée par la fente. La largeur du spectre des images sur la fente de sortie du monochromateur est définie comme étant la largeur de fente spectrale.

Les cellules utilisées en spectroscopie sont généralement des cuves en plastique transparent ou en verre ordinaire destinées aux mesures dans le domaine visible. Les cuves en quartz sont utilisées pour les mesures dans le domaine de l'ultraviolet. La position, l'intensité et la forme des bandes d'absorption des composés changent avec le type du solvant utilisé. Ces changements sont dus aux interactions physiques entre le soluté et le solvant qui modifient ensuite la différence d'énergie entre état fondamental et excité.

La loi de Beer Lambert A = log (Io/I) = ε. b. C permet de calculer la quantité de lumière transmise après passage à travers une épaisseur donnée d’une solution d’un composé dans une matrice non absorbante. À l’origine de cette formule Beer généralisa l’expression  I = I0e-Kl au cas d’une solution faiblement concentrée, en écrivant que K était proportionnel à la concentration molaire C de ce composé. Ce qui montre que l’absorbance augmente linéairement en fonction des concentrations croissantes du composé.

3. Matériels et méthodes

3.1. Matériel

3.1.1. La précision des mesures

A. Pertes aux interfaces

On a mesuré l’absorbance d’une cuvette de quartz vide, et une cuvette remplie d’eau  (Tableau I):

1. D’abord pour faire le blanc, on a mis l’instrument à zéro sans une cellule.
2. Puis on a inséré la cellule de quartz vide et a mesuré l’absorbance à 500nm.
3. On a lu 10 mesures de l'absorbance de nos cellules  pour une longueur de bande spectrale (SBW) de 2 nm et 0.2 nm.

B. Fidélité des mesures

On a préparé 4 concentrations de solution  fournie KMnO4  1×10-3 M :

Tableau 1. Préparation des solutions KMnO4

Au début, on a mis l'appareil à zéro en utilisant deux cellules de quartz en remplissant avec H2SO4 2 % (solvant) comme la cellule de référence. On a introduit une cellule à la position 1 et l’autre cellule en position7. Il s’agit de la cellule de référence que nous avons laissée à cette position tout au long de cette section. Puis on a mesuré l’absorbance  de KMnO4 2.0×10-4  à 486nm dans la l’autre cellule à la position1 (H2SO4 2% a été dans la cellule à la position 7). Après pris 20 mesures de l’absorbance avec condition suivent :

Signal Averaging Time (SAT) =0.033 s et 3.3s  et la longueur d'onde 486 nm avec une résolution (SBW) =0.2  et 2 nm (Tableau 3).

C. Le choix de cellule

On a mesuré les spectres d'absorption pour cellules en quartz, en verre et en plastique avec logiciel scan; entre 200 et 500 nm avec une résolution (SBW) de 0.2 nm, Y Max=5, et une vitesse de 100 nm/min (Figure 1).

[pic 1]

D. Test de la loi de Beer-Lambert

On a pris les spectres des 4 solutions diluées de KMnO4 préparés (Tableau I). On a pris l’absorbance d’une solution inconnue # avec une résolution de 2 nm dans la région du spectre comprise entre 200 et 600 nm avec une vitesse de 100 nm/min. Ensuit on a  choisi  trois longueurs d’ondes maximums (dans deux régions différents UV et Visible) et trouve les absorbances reliés à  ces trois longueurs d’ondes pour chaque concentration de nos solutions de KMnO4 et solution de l’inconnue # .

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