Physique Chimie - Spectroscopie

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Questions and Answers

Quelle est la vitesse de propagation de la lumière dans le vide?

3.108 m.s-1 (correct)

3.000 m.s-1

2.998 m.s-1

1.299 m.s-1

Quels éléments composent le spectre électromagnétique?

Longueur d’onde, fréquence et énergie (correct)

Longueur d’onde, fréquence et volume

Fréquence, pression et énergie

Longueur d’onde, température et pression

Combien vaut la constante de Planck ?

9.81 x 10^-34 J.s

1.220 x 10^-34 J.s

3.14 x 10^-34 J.s

6.626 x 10^-34 J.s (correct)

Quel est l'effet des ondes ionisantes sur la matière vivante?

Elles endommagent l'ADN. Signup and view all the answers

Quel phénomène Einstein explique-t-il à travers sa théorie des quanta?

La nature corpusculaire de la lumière. Signup and view all the answers

Quelle est la formule qui relie l'absorbance (A) à la transmittance (T) ?

A = -log(T) Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre les absorbances A1 et A2 des deux échantillons dans une solution ?

A = A1 + A2 Signup and view all the answers

Que représente la loi de Beer-Lambert en spectroscopie ?

La relation entre la concentration d'un composé et son absorbance Signup and view all the answers

Quelle est l'équation correcte pour la transmittance T d'une solution ?

T = (1 / 0) × 100 Signup and view all the answers

Laquelle des affirmations suivantes concernant l'absorbance et la transmission est correcte ?

La transmittance est inversement proportionnelle à l'absorbance. Signup and view all the answers

Quelle est la définition de l'absorbance ?

La capacité d'un milieu à absorber la lumière qui le traverse. Signup and view all the answers

Quelles sont les deux caractéristiques représentées sur un spectre ?

La longueur d'onde et l'intensité du phénomène. Signup and view all the answers

Quel appareil est utilisé pour obtenir un spectre ?

Un spectrophotomètre. Signup and view all the answers

Quel est le rapport entre la transmittance et l'absorbance ?

L'absorbance est calculée comme le logarithme de la transmittance. Signup and view all the answers

Dans quelle plage de longueur d'onde se trouve le spectre des bandes électroniques ?

Dans le domaine du visible et de l'ultraviolet. Signup and view all the answers

Quelle est la condition pour que la loi de Beer-Lambert soit valide?

Des solutions suffisamment diluées. Signup and view all the answers

Quel symbole représente la concentration dans la loi de Beer-Lambert?

C Signup and view all the answers

Quelle est la plage d'absorbance recommandée pour utiliser la loi de Beer-Lambert?

A < 1uA Signup and view all the answers

Que représente le coefficient d'extinction molaire dans la formule de Beer-Lambert?

Un facteur dépendant de la longueur d'onde. Signup and view all the answers

Quel phénomène physique est principalement impliqué lors de la transition électronique?

Excitation des orbitales de valence. Signup and view all the answers

Quelle longueur d'onde correspond à la région visible du spectre électromagnétique?

400 à 800 nm. Signup and view all the answers

Quel phénomène décrit le changement d’orientation de spin par rapport à un champ magnétique?

Changement d’orientation de spin nucléaire. Signup and view all the answers

Quel phénomène est associé à des radiations de longueurs d’onde supérieures à 1 m?

Radiofréquences. Signup and view all the answers

Comment peut-on caractériser le changement de distribution électronique?

Par transition électronique. Signup and view all the answers

Que signifie l’absorbance A dans la loi de Beer-Lambert?

La perte par absorption de lumière. Signup and view all the answers

Quelle est la première approximation utilisée pour séparer le mouvement des électrons de celui des noyaux?

Approximation de Born-Oppenheimer Signup and view all the answers

Quels sont les trois types principaux d'interactions lumière-matière?

Absorption, émission, diffusion Signup and view all the answers

Quel niveau d'énergie est le plus élevé dans un diagramme d'énergie simplifié pour une molécule diatomique?

Niveau électronique excité Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui démontre que les niveaux d'énergie sont quantifiés?

Seules des valeurs discrètes sont accessibles Signup and view all the answers

Quel type de transition se produit dans le domaine des micro-ondes et de l'IR lointain?

Transitions rotationnelles Signup and view all the answers

Quel est l'ordre de grandeur entre les différentes énergies?

$ riangle E_{électronique} >> riangle E_{vibration} >> riangle E_{rotation}$ Signup and view all the answers

Quel type de diffusion se produit sans changement d'énergie?

Diffusion élastique Signup and view all the answers

Qu'arrive-t-il lors de l'émission d'énergie par une molécule?

Un photon est émis Signup and view all the answers

Quel est le symbole utilisé pour représenter l'énergie électromagnétique dans une transition?

h Signup and view all the answers

Quel type de transition se produit entre deux états de même n et v?

Transitions rotationnelles Signup and view all the answers

Quel scientifique a obtenu le spectre d'émission de l'hydrogène en 1885?

Johan Balmer Signup and view all the answers

Quelle est l'expression de la longueur d'onde associée à une particule en mouvement?

λ = h/p Signup and view all the answers

Quelle est la conséquence du principe d'indétermination d'Heisenberg?

On ne peut pas connaître simultanément la position et la vitesse d'une particule Signup and view all the answers

Quelle est la formule de l'énergie en lien avec la fonction d'onde selon l'équation proposée par Schrödinger?

HΨ = EΨ Signup and view all the answers

Que représente la fonction d'onde Ψ dans le contexte quantique?

La densité de probabilité de présence de la particule Signup and view all the answers

Pourquoi l'équation de Schrödinger ne peut-elle être résolue que dans le cas de l'atome d'hydrogène?

L'hydrogène a une fonction d'onde simplifiée Signup and view all the answers

Qui a proposé la généralisation de la dualité onde-corpuscule à la matière?

Louis De Broglie Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la constante de Planck dans les équations quantiques?

C'est la constante reliant l'énergie à la fréquence Signup and view all the answers

Quel phénomène n'est pas expliqué par la mécanique quantique?

La propagation des ondes sonores Signup and view all the answers

Comment est calculée la quantité de mouvement p d'une particule?

p = m × v Signup and view all the answers

Study Notes

Techniques Instrumentales d'Analyse Chimique

Le cours porte sur les techniques instrumentales d'analyse chimique.
Il est divisé en trois parties : spectroscopie, chromatographie et spectroscopie de masse et techniques couplées.

Partie 1 : Techniques Spectroscopiques

Introduction à la spectroscopie : La spectroscopie étudie les interactions entre la matière et la lumière.
Spectrométrie d'absorption de l'ultraviolet et du visible (UV-Visible) : Mesure de l'absorption de la lumière UV-Visible par une substance.
Spectrométrie infrarouge (IR) : Mesure de l'absorption de la lumière infrarouge par une substance.
Spectrométrie de fluorescence (Fluorimétrie ou spectrofluorimétrie): Mesure de la fluorescence d'une substance.
Spectrométrie de fluorescence des rayons X (FX) : Mesure de la fluorescence des rayons X.
Diffraction des rayons X (DRX) : Technique pour déterminer la structure cristalline d'une substance.
Spectrométrie d'Absorption Atomique (AA) : Technique pour déterminer la concentration d'un élément métallique dans un échantillon.
Spectrométrie d'émission atomique à plasma à couplage inductif (ICP) : Technique pour déterminer la concentration d'un élément métallique dans un échantillon.

Partie 2 : Techniques Chromatographiques

Introduction à la chromatographie: Séparation des composants d'un mélange basé sur leurs interactions différentes avec un support.
Chromatographie en phase gazeuse (CPG) : Séparation des composants à l'état gazeux.
Chromatographie en phase liquide (HPLC) : Séparation des composants à l'état liquide.
Chromatographie d'échange d'ions ou chromatographie ionique (CI) : Séparation des ions en solution à l'aide de colonnes échangeuses d'ions.

Partie 3 : Spectroscopie de Masse et Techniques Couplées

Introduction à la Spectroscopie de Masse: Déterminer la masse et la composition des molécules.
CPG/MS et CPG/MS/MS : Couplage de la chromatographie en phase gazeuse avec la spectroscopie de masse.
HPLC/MS et HPLC/MS/MS : Couplage de la chromatographie en phase liquide avec la spectroscopie de masse.
ICP/MS : Couplage du plasma à couplage inductif avec la spectroscopie de masse.

1- Définition

La spectroscopie est une technique d'analyse qui étudie les interactions entre la matière et la lumière.

2- La lumière

La lumière peut être considérée comme une onde électromagnétique (OEM), caractérisée par sa longueur d'onde (λ), sa fréquence (ν), et son énergie (E).
La vitesse de la lumière dans le vide est de 3,108 m/s.
La lumière est aussi constituée de particules appelées photons.
Chaque photon possède une énergie quantifiée E = hν, où h est la constante de Planck.

2- Le spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique est classé par longueur d'onde, fréquence et énergie.
La lumière visible est une petite partie du spectre électromagnétique.

3- La matière : niveaux d'énergie des atomes et des molécules

Les atomes et les molécules possèdent des niveaux d'énergie quantifiée.
La théorie quantique expliquent les différences d'énergies.
Les niveaux d'énergie électronique, vibratoire, et rotationnelle.
1927: Principe d'indétermination d'Heisenberg.
Fonction d'onde, densité de probabilité de présence d'une particule.
L'équation d'onde de Schrödinger (ΗΨ=ΕΨ) décrit le comportement des particules quantifiées.
Approximations de Born-Oppenheimer (séparation des mouvements des électrons et des noyaux) permet de simplifier l'équation d'onde dans les molécules.
Les différents niveaux d'énergie sont discrets, quantifiés.

4- Les interactions lumière-matière

Les interactions lumière-matière peuvent être l'absorption, l'émission ou la diffusion.
L'absorption correspond à la transition d'une molécule d'un niveau d'énergie inférieur à un supérieur en absorbant un photon.
L'émission est l'inverse, un photon est émis lors de la transition d'un niveau d'énergie supérieur à un inférieur.
La diffusion correspond au changement de direction de la lumière par la matière, sans ou avec l'énergie.

5- Les transitions entre les niveaux

Les transitions entre les niveaux d'énergie peuvent être rotationnelles, vibrationnelles ou électroniques, dans différents domaines de longueur d'onde.
Transitions rotationnelles se situent dans infrarouge lointain (phase gazeuse).
Transitions vibrationnelles dans infrarouge (phase condensée).
Transitions électroniques dans ultra violet ou visible

6- Comment se présente un spectre ?

Un spectre est une représentation graphique qui affiche l'intensité ou l'absorbance du rayonnement en fonction de sa longueur d'onde.

7- Spectrophotomètre

Le spectrophotomètre est un appareil qui mesure la quantité de lumière absorbée ou transmise par une substance.

8- Absorption et Transmission

L'absorbance mesure la capacité d'un milieu à absorber la lumière.
La transmittance est le rapport du flux transmis sur le flux incident.
L'absorbance et la transmittance sont reliées par la loi de Beer-Lambert (A = εlC), où A est l'absorbance, ε le coefficient d'extinction molaire, l la longueur de la cuve et C la concentration.
L'additivité des absorbances permet de mesurer l'absorbance de plusieurs composants en solution.

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Description

Testez vos connaissances sur la spectroscopie et ses principes fondamentaux. Ce quiz couvre des concepts tels que la vitesse de la lumière, la constante de Planck, et la loi de Beer-Lambert. Évaluez votre compréhension des interactions entre la lumière et la matière.