CONSTITUTION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE CH7 STRUCTURE DES ENTITES ORGANIQUES SPECTROMETRIE INFRA ROUGE
Notions et contenu, capacités exigibles : Identification des groupes caractéristiques par spectroscopie infrarouge.
Exploiter, à partir de valeurs de référence, un spectre d'absorption infrarouge.
Document 1 La spectrométrie d’absorption IR
La spectrométrie d’absorption infrarouge est une technique d’analyse qui permet d’identifier des composés chimiques à partir de la nature des atomes et des liaisons qui les constituent. En effet, lorsqu’une molécule reçoit des radiations infrarouges elle absorbe de l’énergie, ce qui augmente l’amplitude des vibrations atomiques et libère de l’énergie sous forme de chaleur. Comme tous les atomes d’une molécule sont susceptibles de vibrer, les spectres émis dans l’infrarouge peuvent présenter de nombreuses bandes d’absorption qui correspondent chacune à un groupe d’atomes vibrants. … Le spectre obtenu comporte une ou plusieurs bandes d’absorption qui sont caractéristiques de la structure des molécules analysées……
Cette technique, à titre d’exemple, convient parfaitement pour l’identification des toners de photocopieurs ou la caractérisation de matériaux plastiques… »
Manuel de criminalistique moderne et de police scientifique – Alain Buquet
Document 2 Exemple de spectre infra rouge
Document 4 : Forme et intensité des bandes
FORME INTENSITE
Bande Large Fine Forte Moyenne Petite
0 T R A N S M I S S I O N 100%
Document 5
Table des nombres d'onde
Document 3 Animation sur le logiciel specamp Ouvrir le logiciel SPECAMP
Modes de vibration
Sélectionner Spectroscopie IR/ Modes de vibration. Observer les différents modes de vibration à l’aide du menu situé en bas à droite de la fenêtre
Quitter le module à l’aide du bouton.
Bandes d’absorption
Sélectionner Spectroscopie IR/ Etude par fonction.
Ce menu permet de comparer la position des différentes bandes d’absorption en fonction des familles concernées.
Quitter le module à l’aide du bouton.
Comparaison de spectres
Sélectionner Spectroscopie IR/ Comparaison de spectres IR.
Cocher la case nom de la molécule dans la fenêtre option.
Ce menu permet de comparer différents spectres.
Quitter le module à l’aide du bouton
Exploitation
A partir des différents documents, répondre aux questions suivantes : 1) Que signifie élongation ?
2) Quelles sont les grandeurs et unité des abssices et ordonnées des spectres IR ? (En anglais et en français) 3) Quel est le lien entre le nombre d’onde et la longueur d’onde ?
4) Pourquoi observe-t-on des bandes d’absorption en IR ? A l’aide du logiciel spécamp menu Etude par fonction :
1) Comparer la bande d’absorption de la liaison –OH dans les alcools et les acides carboxyliques 2) Comparer la bande d’absorption de la liaison C=O dans les cétones et les aldéhydes
A l’aide du logiciel spécamp, menu Comparaison de spectre, ouvrir les spectres suivants :
Acétone (propanone), propanal, propanol, acide propanoïque.
Pour chaque spectre, compléter le tableau suivant : repérer les principales bandes d’absorption,
noter leur valeur dans le tableau et préciser leur aspect (forme) et leur intensité à l’aide du document 4.
Associer les groupes caractéristiques correspondants.
Molécule Formule semi-développée Bande caractéristiques σ
propanone
« acétone »
σ(C=O)= 1715 cm-1 Fort ; fine
propanal
propan-1-ol
acide propanoique.
Identifier une molécule
Dans le répertoire classe vous avez 4 spectres A, C, D,E. .A l’aide de la table des absorptions caractéristiques des liaisons en spectroscopie infrarouge identifier méticuleusement chaque spectre.
Attribuer à chaque bande d’absorption caractéristique la liaison correspondante en tenant compte de son aspect forme (fine, large ) et son intensité ( faible, moyenne, forte).
Nom Classe
fonctionnelle
Groupe caractéristiqu
e
Formule Semi-developpée
Bande
caractéristiques σ Spectr e
3- méthylpentan
-2-one
butan-2-ol
3- méthylpentan
al
acide propanoique
Expliquer l’origine des différences observées au niveau des spectres IR à l’état liquide et à l’état gazeux de la molécule A .
