Qu'est-ce qu'un spectrophotomètre d'absorption?
Un spectrophotomètre d'absorption est un instrument analytique utilisé pour déterminer la quantité d'un élément présent dans un échantillon. Il repose sur le fait que les éléments absorberont la lumière à une fréquence particulière dans le spectre lumineux. Lorsqu'un atome est à son indice d'énergie - ou de terre -, il peut absorber un photon de lumière avec une fréquence spécifique et sauter à un état d'énergie plus élevé en utilisant l'énergie du photon. Ainsi, il est possible de détecter l'élément dans un échantillon et de déterminer la quantité présente, en mesurant la quantité de lumière de la fréquence pertinente qui est absorbée par l'échantillon. Cette technique est largement utilisée en chimie pour l'analyse élémentaire.
Les composants typiques d'un spectrophotomètre d'absorption comprennent une source lumineuse; une chambre ou une cellule dans laquelle l'échantillon est exposé à la lumière; un monochromateur, qui est un appareil qui permet de sélectionner et d'isoler la fréquence d'intérêt; et un détecteur qui mesure l'intensité de la lumière à celafréquence. Étant donné que la quantité de lumière absorbée à cette fréquence est proportionnelle à la concentration de l'élément, la quantité de l'élément présent peut être calculée. Les données peuvent être affichées sur un écran et / ou stockées électroniquement.
La source de lumière pour un spectrophotomètre d'absorption émet normalement la lumière à la fréquence spécifique absorbée par l'élément pour lequel le test est effectué. Étant donné que la fréquence d'absorption d'un élément est la même que sa fréquence d'émission, la source peut utiliser cet élément pour produire de la lumière de la fréquence requise. Cela peut être réalisé par une décharge électrique dans une atmosphère inerte, en utilisant l'élément comme cathode. Normalement, différentes sources lumineuses sont nécessaires pour tester différents éléments, mais dans certains cas, une cathode contenant plusieurs éléments est utilisée, pour permettre des tests simultanés pour ces éléments.
dans le type le plus fréquemment utilisédu spectrophotomètre d'absorption, l'échantillon - généralement une solution - est converti en un aérosol et introduit dans une flamme chaude, qui convertit tous les ions de l'élément d'intérêt dans les atomes à l'état fondamental, afin qu'ils absorbent la lumière. Le type de flamme utilisé dépend de l'élément d'intérêt. Pour de nombreux éléments, une flamme d'oxygène-acétylène est utilisée; Cependant, certains métaux peuvent former des oxydes en cas d'oxygène suffisant dans la flamme. Dans ces cas, une flamme non oxydante peut être utilisée. D'autres méthodes incluent l'utilisation d'un four à graphite pour chauffer l'échantillon à une température élevée et chauffer l'échantillon électriquement dans une tige de carbone fine.
Il existe une large gamme d'applications pour le spectrophotomètre d'absorption. Une application commune en géologie consiste à établir le contenu de divers métaux dans un échantillon minéral. Dans le domaine de la protection de l'environnement, cet instrument peut être utilisé pour vérifier les niveaux d'éléments toxiques dans les effluents industriels, l'eau de la rivière et le sol WAter ou déterminer les niveaux de métaux lourds toxiques chez les poissons. De même, il peut être utilisé pour vérifier les niveaux de divers éléments dans des échantillons de sang - par exemple, des éléments essentiels comme le sodium, le calcium et le magnésium, ainsi que les éléments toxiques.