Détermination de la concentration en dioxyde de soufre de l’air dans une grande agglomération (USA 2007)

1. Étude du diagramme simplifié des niveaux d’énergie.

1.1 La molécule de dioxyde de soufre reçoit de l’énergie et passe d'un état stable de plus basse énergie E₀ à un état d'énergie E₁ appelé état excité. Avec E₁ > E₀.

1.2 L’état fondamental correspond à l’état de plus faible énergie : on place E₀ tout en bas de l’axe des énergies.

En se désexcitant de l’état d’énergie E₁ à l’état d’énergie E₂ la molécule émet un rayonnement : E₁> E₂

Conclusion :

E₀ < E₂ < E₁

2. Étude de la transition entre les états d’énergie E₀ et E₁.

2.1 Cette transition correspond à une absorption d'énergie la molécule de SO₂ absorbe le rayonnement pour passer de l’état fondamental d’énergie Eo à l’état excité d’énergie E₁ avec E₁ > E₀.

2.2 Voir diagramme ci-contre.

2.3

La variation d’énergie entre E1 et Eo est :

3. Étude de la transition entre les états d’énergie E₁ et E₂.

3.1 Voir diagramme ci-dessus.

3.2 La molécule se désexcite en passant du niveau d’énergie E₁ à E_{2. Elle émet un rayon de longueur d’onde possédant une énergie}

 : La radiation fait partie des ultra violet

4. Détermination de la concentration en dioxyde de soufre dans l’air de la grande agglomération.

4.1. U_S proportionnelle à la concentration en dioxyde de soufre présent dans la chambre de réaction.

U₀ = k. [SO₂]₀

U₁ = k. [SO₂]₁

avec k coefficient de proportionnalité.

4.2. 1 ppbv (partie par milliard en volume) = 2,66 μg.m^-3 pour le dioxyde de soufre

[SO₂]₁ = 30 ppbv = 30 ´ 2,66 = 80 µg.m^-3_>> 50 µg.m^-3

L’air de la grande agglomération est dangereux à respirer (ne respirer qu’une fois sur 2, non c’est pour rire)