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 vont absorber la lumière à une fréquence particulière dans le spectre lumineux. Lorsqu'un atome a sa plus faible énergie - ou l'état fondamental -, il peut absorber un photon de lumière avec une fréquence spécifique et passer à un état d'énergie supérieur 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 absorbée par l'échantillon. Cette technique est largement utilisée en chimie pour l'analyse élémentaire.
Les composants typiques d'un spectrophotomètre à absorption comprennent une source de lumière; une chambre ou une cellule dans laquelle l'échantillon est exposé à la lumière; un monochromateur, qui est un dispositif qui permet de sélectionner et d'isoler la fréquence d'intérêt; et un détecteur qui mesure l'intensité de la lumière à cette fréquence. 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 d'un spectrophotomètre à absorption émet normalement de la lumière à la fréquence spécifique absorbée par l'élément pour lequel le test est effectué. Puisque 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 à la fréquence requise. Cela peut être réalisé par une décharge électrique dans une atmosphère inerte, en utilisant l'élément comme cathode. Normalement, différentes sources de lumière sont nécessaires pour tester différents éléments, mais dans certains cas, une cathode contenant plusieurs éléments est utilisée pour permettre un test simultané de ces éléments.
Dans le type de spectrophotomètre d'absorption le plus utilisé, l'échantillon (généralement une solution) est converti en aérosol et introduit dans une flamme chaude qui convertit tous les ions de l'élément concerné en atomes dans leur état fondamental, de manière à ce qu'ils soient absorbés. lumière. Le type de flamme utilisé dépend de l'élément d'intérêt. Pour de nombreux éléments, une flamme oxygène-acétylène est utilisée; Cependant, certains métaux peuvent former des oxydes s'il y a suffisamment d'oxygène dans la flamme. Dans ces cas, une flamme non oxydante peut être utilisée. D'autres méthodes comprennent l'utilisation d'un four à graphite pour chauffer l'échantillon à une température élevée et le chauffage électrique de l'échantillon dans une tige de carbone mince.
Le spectrophotomètre à absorption offre une vaste gamme d'applications. Une application courante en géologie consiste à établir la teneur en divers métaux dans un échantillon de minéraux. Dans le domaine de la protection de l'environnement, cet instrument peut être utilisé pour contrôler les niveaux d'éléments toxiques dans les effluents industriels, les eaux de rivières et les eaux souterraines ou pour déterminer les niveaux de métaux lourds toxiques dans les poissons. De même, il peut être utilisé pour vérifier les niveaux de divers éléments dans les échantillons de sang - par exemple, des éléments essentiels comme le sodium, le calcium et le magnésium, ainsi que des éléments toxiques.