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Couleur vision et image - Chapitre 5 : Couleurs et absorption de la lumière

La loi de Beer-Lambert
 
La couleur d'une solution de colorant
La couleur d'une solution de colorant peut être ou moins pononcée. Cela dépend de l'absorption de la lumière: plus la lumière est absorbée et plus la solution semble prendre une couleur " foncée ".
Cette absorption dépend de trois facteurs: la concentration de la solution en colorant, la largeur du récipient qui la contient et la longueur de d'onde la lumière  à laquelle est exposée la solution.

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L'absorbance
Pour quantifier la capacité d'une solution à absorber la lumière une nouvelle grandeur à été définie: l'absorbance. L'absorbance se note A et ne possède pas d'unité, elle est d'autant plus élevée que la lumière est absorbée par une solution et elle dépend de la longueur d'onde de la lumière, de la concentration de la solution et de la largeur du récipient.
L'absorbance d'une solution peut se mesurer à l'aide d'un appareil appelé spectromètre.

L'expression de la loi de Beer-Lambert
La loi de Beer-Lambert indique simplement que pour une longueur d'onde donnée et pour un récipient de dimensions fixées, l'absorbance est proportionnelle à la concentration en colorant de la solution ce qui peut se traduire par la formule suivante:

    A = k x c     où A est l'absorbance sans unité
                                k est une constante qui dépend de la longueur d'onde choisie, de la                                       nature du colorant et de l'épaisseur du récipient et qui s'exprime en                                       L.mol-1
                                c est la concentration molaire en mol.L-1  

Déterminer la concentration d'une substance colorée
En réalisant un dosage spectrophotométrique il est possible de déterminer la concentration en espèce colorée d'une solution. Comme son nom l'indique ce dosage est réalisé en utilisant un spectrophotomètre qui permet de mesurer l'absorbance.  On utilise pour cela quatre ou cinq solutions contenant la même espèce colorée mais avec des concentrations toutes différentes et connues.  La mesure de l'absorbance de ces cinq solutions permet de tracer un graphique représentant l'absorbance en fonction de la concentration.
Selon la loi de Beet-Lambert A = k x c donc on doit obtenir une droite passant par l'origine et dont le coefficient directeur est la constante k.
Il suffit alors de mesurer l'absorbance de la solution inconnue: sur la droite qui vient d'être tracé l'abscisse du point ayant comme ordonnée l'absorbance mesurée indique la concentration recherchée.
Graphique obtenue par dosage spectrophotométrique
Type de graphique obtenu lors d'un dosage spectrophotométrique

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