Solutions colorées/Exercices/Ions cuivre II

Pour doser les ions cuivre II (Cu²⁺) d'une solution de concentration molaire C₀ inconnue, on réalise une gamme d'étalonnage en diluant une solution mère d'ions Cu²⁺ de concentration C = 1,0 mol L⁻¹, puis on mesure l’absorbance de chaque solution à la longueur d'onde λ = 655 nm. La larger de la cuve est l = 1,0 cm.

Les résultats sont rassemblés dans un tableau suivant :

Solutions	S1	S2	S3	S4	S5
Dilution	1/5e	1/10e	1/20e	1/50e	1/100e
Concentration en ions Cu2+
A655	0,601	0,302	0,151	0,060	0,031

1. En vous rappelant de la couleur des ions Cu²⁺, justifier la longueur d'onde choisie pour mesurer l'absorbance des solutions.
2. On mesure une absorbance de 0,256 pour la solution inconnue, déterminer sa concentration molaire en ions Cu²⁺.

Solution

1. Les ions Cu²⁺ paraissent cyan, donc ils diffusent des radiations bleues et vertes par synthèse additive et absorbe des radiations rouges. Il faut donc utiliser une longueur d'onde dans la radiation rouges, c’est-à-dire λ = 655 nm.
2. Pour calculer la concentration d'une solution sachant son absorbance A₆₅₅ = 0,256, il faut une graphique qui détermine la relation entre l'absorbance d'une solution et sa concentration. Il faut donc calculer la concentration de chaque solution diluée, sachant son facteur de dilution.

   ${\begin{aligned}C_{1}&={\frac {C_{0}}{F_{1}}}\\&={\frac {1,0}{5,0}}\\&=2,0\times 10^{-1}\ {\text{mol}}\cdot {\text{L}}^{-1}\end{aligned}}$

   On peut appliquer cette formule aux autres solutions.
   • C₂ = 1,0 × 10⁻¹ mol L⁻¹
   • C₃ = 5,0 × 10⁻² mol L⁻¹
   • C₄ = 2,0 × 10⁻² mol L⁻¹
   • C₅ = 1,0 × 10⁻² mol L⁻¹
   On a donc le graphique suivant : D'après le graphique, la droite passe par l’origine donc l’absorbance est proportionnelle à la concentration de la solution. Par lecture graphique, la concentration molaire d'une solution du Cu²⁺ avec A = 0,256 est environ 7,8 × 10⁻² mol L⁻¹.