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Caractériser une espèce chimique par son spectre d'absorption infrarouge

Les pics présents sur un spectre infrarouge sont spécifiques à chaque espèce chimique. Associer un pic à un nombre d'onde permet d'identifier les liaisons chimiques présentes au sein de la molécule et donc de caractériser l'espèce chimique étudiée.

On réalise le spectre infrarouge d'un composé chimique :

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À l'aide du tableau des bandes d'absorption en infrarouge, déterminer les liaisons chimiques présentes dans cette molécule.

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Etape 1

Repérer les pics d'absorption sur le spectre

On repère les pics d'absorption sur le spectre en leur associant un nombre d'onde.

On relève sur le spectre infrarouge 5 pics que l'on associe à un nombre d'onde.

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  • \(\displaystyle{\sigma_1=3\ 400}\) cm−1
  • \(\displaystyle{\sigma_2=2\ 900}\) cm−1
  • \(\displaystyle{\sigma_3=1\ 700}\) cm−1
  • \(\displaystyle{\sigma_4=1\ 400}\) cm−1
  • \(\displaystyle{\sigma_5=1\ 050}\) cm−1
Etape 2

Relever la forme de chaque pic

On différencie :

  • Les pics fins des pics larges
  • Les pics intenses des pics moins intenses

On relève la forme des pics :

  • \(\displaystyle{\sigma_1}\) : large et intense
  • \(\displaystyle{\sigma_2}\) : fine et moyenne
  • \(\displaystyle{\sigma_3}\) : fine et intense
  • \(\displaystyle{\sigma_4}\) : fine et intense
  • \(\displaystyle{\sigma_5}\) : fine et intense
Etape 3

Comparer les caractéristiques des pics relevés à celles des pics tabulés

On compare la valeur du nombre d'onde et la forme de chaque pic aux données fournies (sous forme de tableau) dans l'énoncé.

La valeur du nombre d'onde et la forme de chaque pic permettent de retrouver les liaisons présentes dans la molécule. On utilise pour cela le tableau des bandes d'absorption en infrarouge donné dans l'énoncé.

Etape 4

Conclure en donnant les liaisons chimiques présentes au sein de la molécule étudiée

On détermine les liaisons chimiques liant les atomes de la molécule grâce à la comparaison effectuée précédemment.

Si le pic caractéristique d'une liaison chimique est présent dans le spectre, alors cette liaison est présente au sein de la molécule.

On détermine les liaisons chimiques présentes dans la molécule :

  • \(\displaystyle{\sigma_1}\) : liaison O-H
  • \(\displaystyle{\sigma_2}\) : liaison C-H
  • \(\displaystyle{\sigma_3}\) : liaison C=O
  • \(\displaystyle{\sigma_4}\) : liaison C-H
  • \(\displaystyle{\sigma_5}\) : liaison C-C