Prise en main

Ce simulateur reproduit une situation expérimentale correspondant à une mesure d'absorbance. Les paramètres expérimentaux suivants sont pris en compte par ce simulateur et laissés au choix de l'utilisateur  :
- la nature de la solution,
- sa concentration c,
- la longueur d’onde l,
- la largeur l de la cuve,
- et le pH de la solution pour les indicateurs colorés.

1. Choix de la solution : mesure d'une absorbance

· Sélectionner l'onglet « Solution ».
· Dans le menu « Nature de la solution », sélectionner une solution, par exemple une 
« Solution de sulfate de cuivre».
· Choisir une concentration de 0,05 mol · L-1. Dans la fenêtre graphique, cliquer d'abord sur l'icône représentant une page blanche, ce qui efface le précédent tracé, puis sur le bouton « Tracer ». 
Une courbe se dessine progressivement. Elle représente l'absorbance, indiquée dans la fenêtre supérieure gauche, en fonction de la longueur d'onde, indiquée dans la fenêtre supérieure droite. 
Une fois la courbe tracée, on peut retrouver l'absorbance de la solution pour une valeur quelconque de longueur d'onde en positionnant le curseur sur la courbe et en lisant l'abscisse et l'ordonnée du point considéré. Par exemple, en positionnant le curseur sur la courbe au point d'abscisse l = 700 nm, l'absorbance est 0,35 (valeur sans unité).

La courbe A = ƒ(l) est le spectre d'une solution de sulfate de cuivre de concentration 0,05 mol · L-1 dans une cellule d'épaisseur 1 cm.

2. Spectrophotomètre

La fenêtre « Spectrophotomètre » reste activée après le tracé d'un spectre.
Avec cette fenêtre, on peut déplacer le curseur positionné entre les bandes colorées. On retrouve ainsi, si l'on n'a pas changé les conditions établies précédemment, que pour l = 700 nm, l'absorbance est 0,35.
Cette fenêtre permet de mettre en évidence l'influence de l'épaisseur de la solution sur l'absorbance. En changeant cette épaisseur, on constate que la taille de la cuve représentée dans la fenêtre supérieure gauche est modifiée ainsi que la valeur de l'absorbance.
· Sélectionner l'épaisseur 0,5 cm. Pour l = 700 nm, l'absorbance affichée est 0,175.
· Sans effacer la courbe déjà tracée, cliquer dans le bouton « Tracer ».  Une autre courbe se trace, représentant l'absorbance de la même solution que précédemment pour les longueurs d'onde entre 
400 nm et 800 nm.
Il est possible d'écourter le tracé en cliquant sur le bouton « Terminer ».
Les courbes apparaissent avec des couleurs différentes. 
Dans l'onglet « Graphe », la correspondance  entre la couleur de chaque courbe et les conditions qui ont prévalu à leur tracé sont indiquées.

L'absorbance d'une solution est la grandeur donnée par un spectrophotomètre.
Elle dépend de la longueur d'onde et de l'épaisseur de la solution étudiée.

3. Influence de la concentration

Le simulateur permet de tracer une courbe d'étalonnage donnant l'absorbance en fonction de la concentration d'une solution donnée (à une longueur d'onde donnée et pour une épaisseur de solution donnée).
· Activer l'onglet « Solution » et choisir la solution de diiode. 
· Activer l'onglet « Graphe »  et cocher le bouton 
« Absorbance en fonction de la concentration ». 
· Sélectionner une concentration maximale, par exemple cmax = 10-2 mol · L-1.
· Activer l'onglet « Spectrophotomètre » et choisir une longueur d'onde de travail. Prenons par exemple, l = 500 nm. Choisir également une épaisseur de solution de valeur l = 1 cm. 
· Cliquer sur le bouton « Tracer » de la fenêtre du graphique.
Une animation représente les différentes étapes de la mesure, c'est-à-dire  les changements de cuves pour mesurer l'absorbance de solutions de diiode de concentrations différentes, et obtenir ainsi la courbe d'étalonnage A = ƒ(c).
On constate que cette courbe d'étalonnage est une droite, pour les solutions de  faibles concentrations. En revanche, au-delà de c = 0,007 mol · L-1 et dans le cas considéré,le graphe indique  la valeur constante A = 3. Cette observation traduit le fait qu'un spectrophotomètre réel ne peut pas mesurer des solutions d'absorbance supérieure à 3 (on dit qu'il sature au-delà de A = 3). 
Cette propriété des spectrophotomètres a été prise en compte dans ce simulateur.
Refaire cette courbe d'étalonnage dans les mêmes conditions en modifiant uniquement l'épaisseur de la solution. 
Avec une épaisseur l = 0,5 cm, la saturation n'a pas lieu.
· Reprendre une épaisseur l = 1 cm et refaire la courbe d'étalonnage pour une autre longueur d'onde. · Prendre l = 520 nm. La saturation n'a pas lieu non plus.

Pour des valeurs d'absorbance pas trop grandes, l'absorbance d'une solution varie linéairement en fonction de la concentration du soluté.

4. Cas des indicateurs colorés acido-basiques

Le simulateur permet de travailler avec des solutions d'indicateurs colorés acido-basiques : solution d'hélianthine, solution de bleu de bromothymol et solution de phénolphtaléine à différents pH compris entre 1 et 12. Il s'agit d'utilisations avancées de la spectrophotométrie qu'il n'est pas recommandé d'aborder en première lecture. 
Une illustration élémentaire de l'influence du pH sur l'absorbance est proposée ci-dessous. Pour une utilisation plus poussée, on pourra simuler le TP de la page 102 du manuel de chimie de Terminale S de la collection Microméga. 
· Dans l'onglet « Solution », sélectionner la solution de bleu de bromothymol. 
· Choisir la concentration c = 10-5 mol · L-1 et
pH = 3,0.
· Dans l'onglet « Graphe », sélectionner le bouton 
« Absorbance en fonction de la longueur d'onde ».
· Dans la fenêtre du graphique, cliquer sur l'icône 
« feuille blanche » pour effacer les précédentes courbes puis sur le bouton « Tracer ». 
On constate que la solution acide de bleu de bromothymol absorbe surtout les longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 500 nm.
· Dans l'onglet « Solution », changer le pH. Entrer pH = 9.
· Sans effacer le spectre obtenu à pH = 3, cliquer sur le bouton « Tracer ». 
Le nouveau spectre montre que la solution de bleu de bromothymol en milieu basique absorbe surtout les longueurs d'onde comprises entre 550 nm et
620 nm. 

Les formes acide et base d'un indicateur coloré n'ont pas la même couleur parce qu'elles absorbent dans des plages de longueurs d'onde différentes.