La spectroscopie est l’étude quantitative des interactions entre lumière et matière.
Pour rappel : l’absorbance d’une espèce en solution suit la loi de Beer-Lambert :
où :
est l’épaisseur de solution traversée
est la concentration de la solution traversée concentration
est le coefficient d’absorption molaire ou d'extinction molaire
L'absorbance varie donc en fonction de la longueur d'onde : une espèce d'une certaine couleur va absorber plus facilement à certaines longueurs d'ondes qu'à d'autres.
Lorsqu’une lumière traverse une solution, elle est en partie transmise et en partie absorbée.
Pour un spectre UV-visible, on mesure l'absorbance (= la quantité de lumière absorbée par la solution) en fonction de la longueur d'onde de la dite lumière.
Cela va permettre de déterminer la longueur d'onde au maximum d'absorption : c'est une caractéristique propre à chaque espèce chimique.
La partie visible du spectre de la lumière est comprise entre et nm de longueur d’onde, environ.
L’ultraviolet UV se situe à des longueurs d’onde inférieures à nm.
Au delà de nm, c'est l'infra-rouge IR, qui fait l'objet d'un autre type de spectroscopie.
Une espèce incolore n’absorbe aucune radiation du spectre visible.
Lorsqu’une espèce chimique n’absorbe que dans un seul domaine de longueurs d’onde du visible, sa couleur est la couleur complémentaire de celle des radiations absorbées.
Si on a du rouge, on absorbe du cyan.
Si on a du jaune, on absorbe du bleu.
Lorsqu’une espèce chimique absorbe dans plusieurs domaines de longueurs d’onde :
- on prend les couleurs complémentaires des radiations absorbées. La couleur perçue résulte de la synthèse additive de ces couleurs complémentaires
ou bien autre solution :
- on fait la synthèse soustractive des couleurs absorbées. Cela va donner la couleur complémentaire de la couleur perçue.
Si les couleurs absorbées sont jaune et cyan, leurs couleurs complémentaires donc bleu et rouge. En faisant la synthèse additives du bleu et du rouge, on obtient le magenta.
Si les couleurs absorbées sont jaune et cyan, en synthèse soustractive on obtient du vert, qui est donc la couleur absorbée. La couleur complémentaire du vert est le magenta.
La couleur perçue provient de la structure de la molécule et notamment de la présence de liaisons doubles conjuguées.
Plus une molécule comporte de doubles liaisons conjuguées, plus les radiations absorbées ont une grande longueur d’onde.
Concrètement, plus il y aura de doubles liaisons conjuguées, plus on va absorber du rouge. Moins il y aura de doubles liaisons conjuguées, plus on va absorber du violet.