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Spectrophotométrie d’absorption dans l’ultraviolet et le visible

La spectrophotométrie d’absorption dans l’ultraviolet et le visible (UV-VIS) est une technique d’un âge respectable encore très utilisée dans les laboratoires et dans l’industrie. Elle a bénéficié des progrès technologiques récents – miniaturisation, fibres optiques – et des moyens de calcul apportés par l’outil informatique. De plus, c’est une technique bien adaptée aux moyens de contrôle et de validation qui permettent de produire des données de qualité reconnue et quantifiée.

La terminologie utilisée dans le domaine de la spectrophotométrie d’absorption moléculaire n’est pas encore normalisée. On peut se reporter à la norme AFNOR NF X 02-206 et à l’IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) pour la terminologie en anglais, dont le site est donné dans . Les anglo-saxons utilisent plutôt le terme « spectroscopy ».

Si cette technique est encore largement utilisée, c’est qu’elle présente des qualités qui seront développées dans ce dossier, dont on peut citer les plus évidentes :

• technique d’un coût raisonnable, de l’ordre de 10 000 à 30 000 € ;

• vérification et validation des données bien documentées ;

• travail entre deux « bornes » : 0 et 100 % de transmission, facilement vérifiables ;

• de nombreuses espèces à l’état gazeux, liquide ou solide absorbent dans l’UV-VIS, soit directement, soit après développement d’espèces absorbantes ;

• on dispose d’une abondante bibliographie et de notes d’applications dans de nombreux domaines ;

• on peut obtenir de bonnes sensibilités, soit par préparation des échantillons, soit en modifiant des paramètres physiques comme la longueur du trajet optique par exemple ;

• les temps de réponse peuvent être très courts, même pour l’enregistrement de spectres complets ;

• on trouve sur le marché des composants miniatures, des fibres optiques et des cellules couplées qui permettent de faire des mesures déportées, ce qui permet d’adapter facilement la technique à des problèmes particuliers ;

• les méthodes modernes de traitement des données permettent de résoudre des problèmes difficiles d’analyse multi-composants ou de suppression des interférences ;

• on peut coupler la spectrométrie UV-VIS avec d’autres techniques comme la chromatographie.

Ces caractéristiques seront développées dans ce dossier, ainsi que les limitations qui sont principalement que :

• la dynamique (gamme de mesures) est réduite par la loi logarithmique et la lumière parasite ; il existe, de plus, les phénomènes de diffusion et de fluorescence ;

• les interférences spectrales ne sont pas toujours maîtrisées, de même que les effets physico-chimiques comme le pH, les effets du solvant, la température... ;

• c’est une méthode d’analyse essentiellement quantitative, surtout lorsque plusieurs espèces absorbent, ce qui rend difficile la reconnaissance de la signature spectrale ;

• les logiciels ont tendance à présenter des résultats qui donnent confiance, mais attention à l’effet « boîte noire », surtout quand la composition des échantillons varie : les méthodes d’analyse multivariable ne permettent plus de tracer la bonne vieille loi de Beer-Lambert. Il faudra donc vérifier les données fournies avec des échantillons de caractéristiques connues, et dans tout le domaine de concentrations que l’on risque de trouver dans les échantillons inconnus.