Un colorimètre est un instrument de mesure qui quantifie la couleur d’un objet ou l’absorbance d’une solution en analysant la lumière qu’il transmet ou réfléchit.
Observer expérimentalement le colorimètre
L’application FizziQ transforme un smartphone en colorimètre en utilisant la caméra pour analyser les couleurs.
Étapes :
- Ouvrir FizziQ et sélectionner le capteur colorimètre. Pointer la caméra vers un objet ou une solution colorée.
- FizziQ affiche les composantes Rouge, Vert et Bleu (RVB) de la couleur observée : trois canaux seulement, et non un spectre complet.
- Pour un dosage : préparer une gamme de solutions de concentrations connues et mesurer leur couleur avec FizziQ.
- Tracer la courbe d’étalonnage et déterminer la concentration d’une solution inconnue par comparaison.
Activités scientifiques sur ce thème
Plusieurs expériences permettent d’utiliser le colorimètre de FizziQ en classe.
Activité FizziQ :
- Les couleurs d’automne - Comprendre pourquoi les feuilles changent de couleur
- Synthèse additive RVB
- Loi de Beer-Lambert au luxmètre
Ressources externes proposant des démarches proches, utilisables avec le colorimètre de FizziQ :
- Comparer et classer des couleurs - Caractériser les couleurs avec les composantes RVB (Fondation La main à la pâte)
- Loi de Beer-Lambert - Dosage colorimétrique d’une solution (IRES, université de Toulouse)
En savoir plus
Colorimètre et spectrophotomètre
Le spectrophotomètre analyse la lumière à différentes longueurs d’onde et fournit un spectre complet. Le colorimètre, plus simple, mesure la réponse globale de l’œil humain aux trois composantes rouge, vert et bleu. Un smartphone utilisé comme colorimètre se rapproche de cette deuxième approche.
Principes de fonctionnement
Un colorimètre traditionnel éclaire l’échantillon avec une lumière blanche et mesure l’intensité de la lumière transmise à travers des filtres colorés. L’absorbance mesurée est proportionnelle à la concentration du colorant selon la loi de Beer-Lambert.
Applications du colorimètre
En chimie, le colorimètre sert aux dosages de solutions colorées. En SVT, il permet d’étudier les pigments végétaux ou la photosynthèse. Dans l’industrie, il contrôle la qualité des couleurs en peinture, imprimerie ou agroalimentaire.
Calibration du colorimètre
Avant toute mesure, un colorimètre doit être calibré avec une référence (blanc et noir). Avec un smartphone, la calibration peut être vérifiée en mesurant des couleurs de référence connues.
Niveau scolaire et programmes
2de à Terminale - Physique-chimie et SVT
- Dosages par étalonnage colorimétrique
- Loi de Beer-Lambert
- Synthèse additive et soustractive des couleurs
- Pigments et colorants
Formule
Pour un dosage colorimétrique, la loi de Beer-Lambert s’écrit :
A = ε × l × c
Signification :
- A : absorbance (sans unité)
- ε : coefficient d’extinction molaire (L·mol⁻¹·cm⁻¹)
- l : épaisseur de solution traversée (cm)
- c : concentration de la substance (mol/L)
Exemples d’application
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Dosage du glucose dans le sang par réaction colorée
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Contrôle de la concentration en chlore d’une piscine
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Mesure de la teneur en chlorophylle des feuilles
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Vérification de la couleur d’un produit alimentaire
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Étude de la cinétique d’une réaction par suivi colorimétrique
FAQ
Q : Peut-on vraiment utiliser un smartphone comme colorimètre ? R : Oui, la caméra du smartphone analyse les composantes RVB de la lumière. FizziQ permet de quantifier ces composantes et de les utiliser pour des dosages simples.
Q : Quelle est la précision d’un colorimètre smartphone ? R : Elle est suffisante pour des TP pédagogiques. Pour des dosages de précision, un spectrophotomètre de laboratoire reste nécessaire.
Q : Quelle différence entre colorimètre et spectrophotomètre ? R : Le colorimètre mesure la couleur globale, le spectrophotomètre décompose la lumière en longueurs d’onde et mesure l’absorbance à chaque longueur d’onde.
Q : Pourquoi calibrer le colorimètre ? R : La calibration corrige les erreurs dues à l’éclairage ambiant et aux caractéristiques du capteur. Elle garantit des mesures reproductibles.
Q : Comment choisir le filtre coloré pour un dosage ? R : On utilise un filtre de couleur complémentaire à celle de la solution. Pour doser une solution bleue, on mesure l’absorbance avec un filtre orange.
Concepts liés
Absorbance - Loi de Beer-Lambert - Synthèse additive RVB - Synthèse soustractive - Spectrophotomètre - Dosage - Couleurs complémentaires