Qu'est-ce que la spectroscopie d'émission atomique?
La spectroscopie d'émission atomique (AES) est une technique analytique qui mesure l'énergie des atomes dans un échantillon. Le point central de cette méthode est l’ajout d’énergie à un échantillon pour voir ce qui arrive aux atomes déjà présents. Des éléments individuels produisent des faisceaux d'énergie lumineuse légèrement différents après que l'énergie supplémentaire ait temporairement altéré l'atome. La partie lecteur d'une machine de spectroscopie d'émission atomique reconnaît l'énergie lumineuse provenant de l'échantillon, et la partie informatique de la machine calcule les concentrations d'éléments individuels dans un échantillon à partir de la ou des longueurs d'onde de la lumière entrante.
Chaque élément du monde, dans sa forme la plus simple, est un atome unique, bien que beaucoup se produisent dans la nature sous forme d'atomes multiples collés ensemble ou en combinaison avec d'autres éléments. Les atomes sont de minuscules particules qui contiennent généralement de petites particules appelées protons et neutrons, collées ensemble dans un noyau central appelé noyau. Même des particules plus petites appelées électrons encerclent le noyau en continu.
Les électrons se déplacent de manière spécifique dans le noyau. De la même manière que des cerceaux de diamètres différents, les électrons ne s'entourent que de diamètres spécifiques, certains dans des orbitales de plus petit diamètre et d'autres dans des orbitales de plus grande taille. Utile pour la spectroscopie d'émission atomique, cependant, chaque électron peut sauter à une orbite supérieure si suffisamment d'énergie environnementale est présente.
Les échantillons pour l'analyse AES contiennent souvent des mélanges d'éléments et de composés tels que le sol, par exemple. Une machine de spectroscopie d'émission atomique ne peut toutefois lire que des atomes individuels. Par conséquent, lorsqu'un analyste prépare un échantillon pour le test AES, il doit décomposer toutes les molécules du composé en atomes libres. En règle générale, l’analyste transforme l’échantillon en aérosol en ajoutant de l’énergie provenant de sources telles que des fours, des lasers ou des étincelles.
L'énergie supplémentaire provenant de la source qui fragmente l'échantillon est également l'énergie qui agit sur les électrons dans les éléments de l'échantillon. Avec l'énergie supplémentaire, les électrons sautent dans les orbitales supérieures. Lorsqu'ils retombent après la dissipation de l'énergie, l'énergie qu'ils ont stockée à la source est émise sous forme de photons lumineux. Les photons sont comme de petits paquets d'énergie.
Chaque appareil de spectroscopie est doté d'un détecteur qui reconnaît la présence d'énergie et transmet ces informations à un programme informatique qui convertit les données brutes en descriptions plus claires. Dans le cas d'une machine AES, le détecteur lit la présence et l'intensité des photons individuels. L'intensité est liée à la longueur d'onde de la lumière et chaque élément présent dans l'échantillon possède un ensemble distinct de photons qui produiraient des lectures de longueur d'onde spécifiques. Ainsi, à partir des photons, la machine peut déterminer quels éléments et quelle quantité de chacun sont présents dans un échantillon individuel.
Une autre méthode d’analyse de la composition élémentaire des échantillons est la spectroscopie d’absorption atomique (AAS.). Elle fonctionne sur les mêmes principes que l’AES, mais au lieu de lire la lumière émise par un échantillon excité, la machine lit la quantité d’énergie lumineuse absorbée par l’échantillon. une indication du type et de la quantité d'électrons dans l'échantillon. L'AAS convient aux échantillons de gaz.