Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La spectrométrie d’absorption atomique (SAA) est une des méthodes la plus répandues pour l’analyse minérale des éléments en solution. L’abaissement des limites de détection, la correction des absorptions non spécifiques, l’apport de l’informatique ont permis d’améliorer considérablement la maîtrise de cette méthode analytique de dosage. Cet article décrit avec précision l’appareillage, traite le problème des interférences spectrales, chimiques, et physiques. Il liste ensuite l’ensemble des caractéristiques de la méthode, avant de présenter plusieurs applications analytiques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jacques VANDEGANS : Docteur en sciences de l’université de l’État à Liège - Professeur et chef du service de Chimie analytique à l’Institut Meurice, Bruxelles
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Anne-Marie de KERSABIEC : Docteur de l’université Pierre-et-Marie-Curie - Ingénieur au Laboratoire de géochimie et métallogénie à l’université Pierre-et-Marie-Curie (CNRS, URA 1762), Paris
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Michel HOENIG : Docteur en sciences de l’université des Sciences et Techniques de Lille-Flandres-Artois - Chef de travaux agrégé au Centre d’études et de recherches vétérinaires et agronomiques du ministère de l’Agriculture (CERVA), Tervuren
INTRODUCTION
Le choix d’une méthode analytique de dosage est avant tout conditionné par la nature de l’échantillon à analyser, par la concentration présumée de l’analyte, par les interférences potentielles dues à la matrice. À cela, il faut ajouter les besoins associés à la cadence des analyses ainsi que le coût et les moyens disponibles pour l’investissement. Aucune technique ne pourra satisfaire tous ces critères.
Parmi toutes les techniques disponibles à ce jour pour l’analyse minérale des éléments en solution, les plus répandues sont la spectrométrie d’absorption atomique (SAA), la spectrométrie d’émission atomique avec plasma induit (SEA/ICP) auxquelles nous pouvons ajouter les méthodes électrochimiques ainsi que la chromatographie ionique et l’électrophorèse capillaire.
En termes de sensibilité la SAA électrothermique (SAAE) offre des performances comparables à celles de l’électrochimie, polarographie et voltamétrie. Dans la plupart des cas, les limites de détection avoisinent le µg/dm3 et, à l’heure actuelle, la maîtrise des interférences permet de réaliser l’analyse de milieux fort complexes et chargés en sel.
C’est grâce au développement de systèmes efficaces de correction des absorptions non spécifiques (ANS), à l’apport considérable de l’informatique et à une meilleure connaissance des phénomènes se déroulant avant et pendant l’atomisation, que la SAA a atteint aujourd’hui sa maturité.
Après un bref rappel théorique, cet article reprend une description approfondie de l’appareillage, comprenant tous les développements récents. On aborde ensuite les problèmes liés aux interférences et aux moyens de les mettre en évidence et de les corriger. Un examen détaillé des propriétés de la méthode (sensibilité, limite de détection...) termine cette mise au point.
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- Version archivée 1 de oct. 1985 par Maurice PINTA
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Appareillage1. Lois fondamentales de la spectrométrie d’absorption atomique
1.1 Principes de base
Un atome, initialement à l’état fondamental, peut passer dans un état excité à condition qu’on lui fournisse un quantum d’énergie égal à la différence d’énergie entre le niveau excité et le niveau fondamental (figures 1 et 2). L’énergie fournie peut être d’origine thermique, cinétique (entraînant des collisions entre particules) ou lumineuse. S’il s’agit d’énergie non lumineuse, l’atome pourra se retrouver dans l’un ou l’autre état excité E1, E2, E3... suivant la quantité d’énergie qui aura été absorbée. La population sur chaque niveau par rapport à la population du niveau fondamental obéit à la loi de distribution de Maxwell-Boltzman :
(Nn / N0) = (Pn / P0) exp (− En / kT )avec :
- Nn :
- nombre d’atomes sur l’état excité n
- N0 :
- nombre d’atomes sur l’état fondamental 0
- Pn et P0 :
- poids statistiques de l’état excité et de l’état fondamental
- En :
- énergie de l’état n par rapport à l’état fondamental ou potentiel d’excitation
- k :
- constante de Boltzmann (1,380 658 10−23 J · K−1)
- T :
- température absolue en kelvins.
Le tableau 1 présente quelques valeurs de N1/N0 pour certains éléments à différentes températures. Nous voyons que le premier niveau excité est en général extrêmement peu peuplé même à des températures élevées. L’énorme majorité des atomes se trouve donc à l’état fondamental.
Si nous fournissons le quantum d’énergie nécessaire pour passer de...
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Lois fondamentales de la spectrométrie d’absorption atomique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WALSH (A.) - * - Spectrochim. Acta 7 1955 p. 108.
-
(2) - ALKEMADE (C.Th.), MILATZ (J.M.W.) - * - Appl. Sci. Res. Sect. B4 1955 p. 289.
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(3) - WELZ (B.) - Atomic absorption spectrometry. - VCH Weinheim, 1985.
-
(4) - LAJUNEN (L.H.J.) - Spectrochemical analysis by atomic absorption and emission. - Royal Society of Chemistry, Cambrige, 1992.
-
(5) - WINEFORDNER (J.D.) - * - Anal. Chem. 1963 p. 1607-1610.
-
(6) - KING (A.S.) - * - Astrophys. J. 21 1905 p. 236.
-
(7) - KING (A.S.) - * - Astrophys. J. 27 1908 p. 353.
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