AT4 : Caractérisation de chromophores en solution
par spectrophotométrie
Contexte scientifique : Alors que dans notre environnement naturel, les plantes et les animaux nous offrent un florilège de couleurs, les industries agroalimentaires produisent par synthèse chimique des molécules colorées : les colorants (ou chromophores). Ceux-ci sont incorporés dans les textiles, les carrosseries, l’ameublement, l’alimentation, les produits pharmaceutiques et cosmétiques... Vous l’aurez compris, les colorants sont omniprésents. Pour quelle raison ? Ils possèdent des propriétés très intéressantes : peu chers, résistants et plus attractifs visuellement (un sirop de menthe vert est plus vendeur qu’un sirop de menthe blanc). La taille d’une molécule est infiniment plus petite que celle d’une cellule. Elles sont donc invisibles à l’œil nu, alors comment les mettre en évidence dans une solution ? Nous allons nous intéresser aux molécules de bétanine, de carotène et de chlorophylle responsables respectivement de la teinte de la betterave, de la carotte et des feuilles d’épinards.n de la solution A
START
OBJECTIFS AT
❶ Caractériser un chromophore
❷ Préparation des solutions meère et fille de chromophore 3 Rélaiser un spectre d'absorption
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
Activité 1 : caractéristique chimique de la bétanine, la carotène et la chlorophylle
Q1. Préciser l’origine de la couleur de la betterave, de la carotte et des feuilles d’épinard après lecture du contexte.
Q2. Indiquer l’autre nom utilisé pour qualifier une molécule colorée.
Q3. Retrouver un motif chimique structural commun aux molécules colorées (A, B et C) et absent dans une molécule non colorée (D).
Document 1 : formule chimique de molécules colorées (A, B et C) et d’une molécule non colorée (D)
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
Activité 2 : réalisation des solutions mères de chromophores
Q4. Lister le matériel nécessaire pour la solubilisation des chromophores à partir de la betterave, de la carotte ou de feuilles d’épinard.
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
Activité 3 : lumière blanche et lumière monochromatique
Q5. Proposer une définition de la lumière blanche, aussi appelée lumière polychromatique (document 2A). Q6. Indiquer comment est-il possible d’observer la décomposition de la lumière blanche sous la forme d’un spectre lumineux. Q7. Comparer une lumière polychromatique à une lumière monochromatique. .
Document 2 : décomposition de la lumière blanche (A) et d’une lumière laser (B).
Q5. Proposer une définition de la lumière blanche, aussi appelée lumière polychromatique (document 2A). Q6. Indiquer comment est-il possible d’observer la décomposition de la lumière blanche sous la forme d’un spectre lumineux. Q7. Comparer une lumière polychromatique à une lumière monochromatique.
Document 2 : décomposition de la lumière blanche (A) et d’une lumière laser (B).
Activité 4 : le spectrophotomètre, outil de mesure de l’absorption lumineuse par un chromophore en solutione
Q9. Donner un rôle à chacun des composant du spectrophotomètre du document 4.
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
Activité 5 : réalisation des solutions filles de chromophores
Q10. Pour l’élève 1 (SF10) : calculer le volume de SM étudiée à prélever (EG, EU et EVN) pour réaliser une dilution au 1/10e de la SM sachant que le volume de solution « fille » SF à préparer est de 50 mL. Lister le matériel nécessaire et schématiser la procédure opératoire pour réaliser cette dilution.
Q11. Pour l’élève 2 (SF50) : calculer le volume de SM étudiée à prélever (EG, EU et EVN) pour réaliser une dilution au 1/50e de la SM sachant que le volume de solution « fille » SF à préparer est 100 mL. Lister le matériel nécessaire et schématiser la procédure opératoire pour réaliser cette dilution.
Q10 Q11. Calculer le volume à prelerver .
données d= .................= ....................
DON NÉES:
Equation aux grandeurs
Equation aux unités
Equation aux valeurs numériques
Schema
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
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Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
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Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
+ info
+ info
AActivité 7 : exploitation des résultat
Q12. Après mise en commun des résultats d’absorbance avec votre binôme, tracer sur papier millimétré le spectre d’absorption des solutions fille du chromophore étudié (SF10 et SF50) en traçant : A = f (λ) en respectant les consignes de la fiche 6. Remarque : attention à l’échelle utilisée.
Q13. Déterminer, sur votre graphique, la longueur d’onde λopt du chromophore étudié. Que constatez-vous ?
Q14. Expliquer la couleur du chromophore étudié en utilisant le document 5.
- - 1STL AT4 Caractérisation de chromophores en solution par spectropho
hoda azghay
Created on August 26, 2023
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AT4 : Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Contexte scientifique : Alors que dans notre environnement naturel, les plantes et les animaux nous offrent un florilège de couleurs, les industries agroalimentaires produisent par synthèse chimique des molécules colorées : les colorants (ou chromophores). Ceux-ci sont incorporés dans les textiles, les carrosseries, l’ameublement, l’alimentation, les produits pharmaceutiques et cosmétiques... Vous l’aurez compris, les colorants sont omniprésents. Pour quelle raison ? Ils possèdent des propriétés très intéressantes : peu chers, résistants et plus attractifs visuellement (un sirop de menthe vert est plus vendeur qu’un sirop de menthe blanc). La taille d’une molécule est infiniment plus petite que celle d’une cellule. Elles sont donc invisibles à l’œil nu, alors comment les mettre en évidence dans une solution ? Nous allons nous intéresser aux molécules de bétanine, de carotène et de chlorophylle responsables respectivement de la teinte de la betterave, de la carotte et des feuilles d’épinards.n de la solution A
START
OBJECTIFS AT
❶ Caractériser un chromophore ❷ Préparation des solutions meère et fille de chromophore 3 Rélaiser un spectre d'absorption
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Réalisation pratique
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Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Activité 1 : caractéristique chimique de la bétanine, la carotène et la chlorophylle
Q1. Préciser l’origine de la couleur de la betterave, de la carotte et des feuilles d’épinard après lecture du contexte. Q2. Indiquer l’autre nom utilisé pour qualifier une molécule colorée. Q3. Retrouver un motif chimique structural commun aux molécules colorées (A, B et C) et absent dans une molécule non colorée (D).
Document 1 : formule chimique de molécules colorées (A, B et C) et d’une molécule non colorée (D)
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M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Activité 2 : réalisation des solutions mères de chromophores
Q4. Lister le matériel nécessaire pour la solubilisation des chromophores à partir de la betterave, de la carotte ou de feuilles d’épinard.
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
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Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Activité 3 : lumière blanche et lumière monochromatique
Q5. Proposer une définition de la lumière blanche, aussi appelée lumière polychromatique (document 2A). Q6. Indiquer comment est-il possible d’observer la décomposition de la lumière blanche sous la forme d’un spectre lumineux. Q7. Comparer une lumière polychromatique à une lumière monochromatique. .
Document 2 : décomposition de la lumière blanche (A) et d’une lumière laser (B).
Q5. Proposer une définition de la lumière blanche, aussi appelée lumière polychromatique (document 2A). Q6. Indiquer comment est-il possible d’observer la décomposition de la lumière blanche sous la forme d’un spectre lumineux. Q7. Comparer une lumière polychromatique à une lumière monochromatique.
Document 2 : décomposition de la lumière blanche (A) et d’une lumière laser (B).
Activité 4 : le spectrophotomètre, outil de mesure de l’absorption lumineuse par un chromophore en solutione
Q9. Donner un rôle à chacun des composant du spectrophotomètre du document 4.
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Activité 5 : réalisation des solutions filles de chromophores
Q10. Pour l’élève 1 (SF10) : calculer le volume de SM étudiée à prélever (EG, EU et EVN) pour réaliser une dilution au 1/10e de la SM sachant que le volume de solution « fille » SF à préparer est de 50 mL. Lister le matériel nécessaire et schématiser la procédure opératoire pour réaliser cette dilution. Q11. Pour l’élève 2 (SF50) : calculer le volume de SM étudiée à prélever (EG, EU et EVN) pour réaliser une dilution au 1/50e de la SM sachant que le volume de solution « fille » SF à préparer est 100 mL. Lister le matériel nécessaire et schématiser la procédure opératoire pour réaliser cette dilution.
Q10 Q11. Calculer le volume à prelerver .
données d= .................= ....................
DON NÉES: Equation aux grandeurs Equation aux unités Equation aux valeurs numériques
Schema
Déroulé AT 4 Caractérisation de chromophores en solution par spectrophotométrie
Réalisation pratique
Exploitation des résultats
Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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Réalisation pratique
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Réflexion préliminaire
M1 Préparation d’une solution mère de SMB, SMC ou SMERéaliser la dilution (au 1/10e ou au 1/50e) de la solution SM du chromophore étudié. M3. Réaliser le spectre d’absorption d’une des solutions filles
Q1 à Q4 (Activité 1. & 2)Q5 à Q10 ((Activité 3 à 5)
Q12 à Q18
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AActivité 7 : exploitation des résultat
Q12. Après mise en commun des résultats d’absorbance avec votre binôme, tracer sur papier millimétré le spectre d’absorption des solutions fille du chromophore étudié (SF10 et SF50) en traçant : A = f (λ) en respectant les consignes de la fiche 6. Remarque : attention à l’échelle utilisée. Q13. Déterminer, sur votre graphique, la longueur d’onde λopt du chromophore étudié. Que constatez-vous ? Q14. Expliquer la couleur du chromophore étudié en utilisant le document 5.