Découvrir la spectroscopie infrarouge

Activité : découvrir la spectroscopie infrarouge[pic 1][pic 2]

1)  Si l’on observe le spectre de Coblentz, on remarque qu’il y a beaucoup d’extrema locaux et plus la longueur d’onde est élevée, plus la transmittance devient peu élevé et se stabilise vers environ 35% alors que dans des longueurs d’ondes plus basses (2 à 6 µm),  on remarque que la grandeur portée en ordonnée n’est pas la même : dans le spectre infrarouge nous avons la transmittance en % en ordonnée alors que dans le spectre UV-visible nous avons l’absorbance en unité arbitraire en ordonnée. Aussi en abscisse dans les deux spectres nous avons la longueur d’onde mais dans le graphique de Coblentz, elle est exprimée en µm alors que dans le graphique du spectre UV-visible elle est exprimée en nm. Maintenant si l’on compare les courbes des deux graphiques, on voit que celle du spectre UV-visible croit jusqu’à 350 nm puis décroit de 350 nm à 800 nm : elle admet un maximum alors que celle du spectre infrarouge admet beaucoup d’extrema locaux et donc admet plusieurs sens de variations.

2)  D’après le texte nous pouvons voir la spectroscopie infrarouge servait à étudiait les carburants, les caoutchoucs ou encore les médicaments durant la seconde guerre mondiale et à l’après guerre elle servait à identifier des insecticides et à y détecter d’éventuelles impuretés. Ensuite les parfumeurs s’y sont intéressés. On peut donc dire que la spectroscopie infrarouge est un moyen de déterminer les groupes caractéristiques d’une molécule en étudiant les différents niveaux vibratoires de la molécule. Elle peut être employée pour l'identification de composés ou pour déterminer la composition d'un échantillon.

3) En chimie organique, la spectroscopie organique sert à étudier les vibrations d’une molécule et à observer les interactions entre le rayonnement et la matière. Pour cela nous pouvons étudier les niveaux énergétiques d’une molécule en observant les niveaux fondamentaux ou excités. Les niveaux vibratoires changent selon mes molécules et c’est donc grâce à cela que nous pouvons reconnaitre des molécules.

→ Qu’est ce qu’une vibration moléculaire ?

Une vibration moléculaire est le fait que les atomes d'une molécule sont dans un mouvement périodique pendant que la molécule dans son ensemble subit un mouvement de translation et de rotation.

→ Qu’exploite la spectroscopie infrarouge ?

La spectroscopie infrarouge exploite le fait que les molécules possèdent des fréquences spécifiques pour lesquelles elles tournent ou vibrent.

A chaque groupe d'atomes susceptibles d'entrer  en vibration ou en rotation suivant une fréquence qui lui est propre, correspond une bande d'absorption à une longueur d'onde déterminée.

→Description des différents modes de vibration

Vibration symétrique : à l’extrémité, les atomes s’élongent de haut en bas en même temps de manière symétrique.