Réfractométrie et indice de réfraction d'une solution
Seconde générale · Physique-Chimie 2nde
À retenir
• L'indice de réfraction n d'un milieu transparent est une grandeur sans dimension supérieure ou égale à 1 (n 1), qui caractérise la déviation subie par un rayon lumineux pénétrant dans ce milieu : n = c/v où c est la vitesse de la lumière dans le vide (3,00 10^8 m/s) et v la vitesse de la lumière dans le milieu. • Pour l'eau pure à 20 ^C, l'indice de réfraction vaut n_eau = 1,333. • Réfractomètre de laboratoire : appareil de mesure optique qui permet de déterminer directement l'indice de réfraction n d'un liquide à l'aide d'une seule goutte déposée sur le prisme. • Dosage par étalonnage : l'indice de réfraction d'une solution aqueuse augmente de manière régulière avec la concentration en soluté (par exemple la concentration en sucre ou en sel). Une courbe d'étalonnage n = f(C_m) permet de déterminer la concentration inconnue d'une boisson ou d'un jus de fruit (degrés Brix).
Le cours
Réfractométrie et indice de réfraction d'une solution • L'indice de réfraction n d'un milieu transparent est une grandeur sans dimension supérieure ou égale à 1 (n 1), qui caractérise la déviation subie par un rayon lumineux pénétrant dans ce milieu : n = c/v où c est la vitesse de la lumière dans le vide (3,00 10^8 m/s) et v la vitesse de la lumière dans le milieu. • Pour l'eau pure à 20 ^C, l'indice de réfraction vaut n_eau = 1,333. • Réfractomètre de laboratoire : appareil de mesure optique qui permet de déterminer directement l'indice de réfraction n d'un liquide à l'aide d'une seule goutte déposée sur le prisme. • Dosage par étalonnage : l'indice de réfraction d'une solution aqueuse augmente de manière régulière avec la concentration en soluté (par exemple la concentration en sucre ou en sel). Une courbe d'étalonnage n = f(C_m) permet de déterminer la concentration inconnue d'une boisson ou d'un jus de fruit (degrés Brix). Méthode : doser un sucre par réfractométrie 1. Préparer des solutions étalons de concentrations en masse connues. 2. Mesurer l'indice n de chaque étalon (après avoir vérifié que l'eau distillée donne 1,333) et tracer la droite d'étalonnage n = f(C_m). 3. Mesurer l'indice de la solution inconnue, puis lire sa concentration sur la droite, en restant dans le domaine couvert par les étalons. Mini-exemple : l'eau (0 g/L) donne 1,333 et un étalon à 100 g/L donne 1,347 ; une solution d'indice 1,340, à mi-chemin, a une concentration d'environ 50 g/L. Astuce et méthode clé L'indice de réfraction n n'a aucune unité et vaut toujours au moins 1. Pour l'eau sucrée, plus la solution est concentrée en sucre, plus le liquide ralentit la lumière et plus l'indice n augmente au-dessus de 1,333. Piège classique à éviter Attention à bien nettoyer et sécher la surface du prisme du réfractomètre entre chaque mesure à l'aide de papier doux et d'eau distillée, sinon la goutte précédente fausse la mesure de la solution suivante.
Dans ce chapitre
- États de la matière et changements d'état du Cycle 4
- Mélanges homogènes et hétérogènes du Collège
- Masse et volume d'un échantillon du Collège
- Espèces chimiques pures et mélanges : définitions et propriétés
- Masse volumique d'un corps pur et formule = m/V
- Densité par rapport à l'eau pour les liquides et solides
- Températures de changement d'état caractéristiques d'un corps pur
- Tests chimiques caractéristiques d'identification (eau, dioxygène, dioxyde de carbone)
- Chromatographie sur couche mince (CCM) : principe et protocole
- Rapport frontal R_f en chromatographie sur couche mince
- Composition massique d'un mélange et pourcentage massique
- Solubilité d'une espèce chimique et saturation d'une solution
- Réfractométrie et indice de réfraction d'une solution
- Bilan : Synthèse et méthode sur Identification des espèces chimiques en Seconde