Spectrométrie d'absorption

Infos
La spectrométrie d'absorption est une méthode physique d'analyse chimique. Elle s'utilise principalement sur les liquides. La couleur d'un corps en transmission (transparence) représente sa capacité à absorber certaines longueurs d'onde. L'absorption d'une longueur d'onde λ par un produit est modélisée par la loi de Beer-Lambert : :I = I_0 \cdot e^-\mu \cdot \rho \cdot x où
- I0 est l'intensité incidente de la radiation λ, et I est l'intensité sor
Spectrométrie d'absorption

La spectrométrie d'absorption est une méthode physique d'analyse chimique. Elle s'utilise principalement sur les liquides. La couleur d'un corps en transmission (transparence) représente sa capacité à absorber certaines longueurs d'onde. L'absorption d'une longueur d'onde λ par un produit est modélisée par la loi de Beer-Lambert : :I = I_0 \cdot e^-\mu \cdot \rho \cdot x où
- I0 est l'intensité incidente de la radiation λ, et I est l'intensité sortante ;
- µ est le coefficient d'absorption, qui dépend du produit et de λ ;
- ρ est la masse volumique du produit ;
- x est le chemin parcouru dans le produit.

Analyse qualitative

Connaissant la densité d d'un produit et le chemin x parcouru par la lumière, si l'on mesure l'intensité sortant du produit, on peut déterminer le coefficient d'absorption pour la longueur d'onde considérée. Les pics d'absorption (maxima de µ) correspondent à des transition électroniques (quantifiées), et sont donc caractéristiques de la nature des atomes et de leurs liaisons chimiques. Ceci permet de reconnaître la nature chimique de certains produits. C'est notamment l'absorption de longueurs d'onde données de la lumière solaire qui a permis de découvrir que le Soleil était entouré de gaz, ce qui amena à la découverte de l'hélium.

Analyse quantitative

Supposons que l'on ait
- un produit 1 ayant un coefficient d'absorption µ1 très important pour une longueur d'onde λ1 et négligeable pour λ2 ;
- un produit 2 ayant à l'inverse un coefficient µ2 d'absorption négligeable pour λ1 mais très important pour λ2 ; alors, pour un mélange des produits 1 et 2, avec une masse volumique respective ρ1 et ρ2, on aura : :I(\lambda_1) = I_0 (\lambda_1) \cdot e^-(\mu_1(\lambda_1) \cdot \rho_1 + \mu_2(\lambda_1) \cdot \rho_2) \cdot x \simeq I_0 (\lambda_1) \cdot e^-\mu_1(\lambda_1) \cdot \rho_1 \cdot x :I(\lambda_2) = I_0 (\lambda_2) \cdot e^-(\mu_1(\lambda_2) \cdot \rho_1 + \mu_2(\lambda_2) \cdot \rho_2) \cdot x \simeq I_0(\lambda_2) \cdot e^-\mu_2(\lambda_2) \cdot \rho_2 \cdot x La mesure des intensité respectives de λ1 et λ2 permet donc de déterminer ρ1 et ρ2, et donc de déterminer les proportions du mélange. Cela nécessite un étalonnage afin de s'abstraire de l'intensité I0(λ) et de l'absorption propre de l'appareil. On travaille en général en rapport d'intensité : :\fracI(\lambda_1)I(\lambda_2) \simeq \fracI_0(\lambda_1)I_0(\lambda_2) \cdot e^(\mu_2(\lambda_2) \cdot \rho_2 -\mu_1(\lambda_1) \cdot \rho_1)\cdot x soit :\mu_2(\lambda_2) \cdot \rho_2 -\mu_1(\lambda_1) \cdot \rho_1 \simeq \frac \cdot \ln \left ( \fracI(\lambda_1)I(\lambda_2) \cdot \fracI_0(\lambda_2)I_0(\lambda_1) \right ) La deuxième équation est celle donnant la masse volumique totale ρ : :ρ = ρ1 + ρ2 D'une manière générale, si l'on a un mélange de n produits ayant chacun un pic d'absorption caractéristique pour une longueur d'onde donnée λi, on a alors un système de n équations à résoudre : :I(\lambda_i) = I_0(\lambda_i) \cdot \exp \left (- x \cdot \sum_^n \mu_j (\lambda_i) \cdot \rho_j \right ) et :\sum_^n \rho_j = \rho

Application

Outre l'analyse chimique, on utilise cette méthode pour déterminer le pourcentage d'oxygénation du sang (oxymétrie) ainsi que le pouls.

Voir aussi

===
Sujets connexes
Atome   Couleur   EXAFS   Hélium   Liaison chimique   Loi de Beer-Lambert   Longueur d'onde   Masse volumique   Sang   Soleil   Spectrométrie d'absorption des rayons X   XANES  
#
Accident de Beaune   Amélie Mauresmo   Anisocytose   C3H6O   CA Paris   Carole Richert   Catherinettes   Chaleur massique   Championnat de Tunisie de football D2   Classement mondial des entreprises leader par secteur   Col du Bonhomme (Vosges)   De viris illustribus (Lhomond)   Dolcett   EGP  
^