L'absorption et l'émission atomique

Résumé du document

Ce document de physique chimie est un modèle de travaux pratiques de niveau classe préparatoire sur l'absorption et l'émission atomique. Dans ce document, il y a une partie cours et une autre partie TP.

Extraits

[...] On peut donc dire que dans le cadre du TP l'émission atomique sera surtout un moyen d'analyse qualitative. Partie B : absorption atomique Principe de la spectroscopie d'absorption atomique Dans la spectroscopie par absorption, on introduit un échantillon liquide par un tube capillaire qui va par un nébuliseur réduire l'échantillon en gouttelettes et envoyer ces gouttelettes vers une flamme qui va induire un processus de vaporisation atomique : l'atomisation. Cela est du au fait que pour la mesure nous avons besoin des éléments à l‘état d'atomes. [...]

[...] Le débit optimal pour nos analyses est donc 1.4 l/min. Notion d'interférences chimiques On prépare maintenant des solutions contenant de l'aluminium et du lanthane. On obtient les résultats suivants : On remarque que l'aluminium va rendre l'absorbance quasiment nulle cela s'explique par le fait qu'il réagit avec le calcium et l'oxygène pour former un oxyde mixte de Ca, Al et O2. Le problème de cet oxyde est qu'il est très stable et non dissocié par la flamme et donc pas sous forme atomique, alors nous n'avons pas d'absorbance. [...]

[...] Un des spectres est réalisé dans le noir, l'autre avec le plafonnier allumé. On obtient les deux spectres suivants : On remarque aisément que la lumière du plafonnier induit une perturbation sur le spectre ce qui est compréhensible par le fait que ce soit le rayonnement qui est mesuré dans cette analyse et que si la lumière est allumée on analyse aussi la source lumineuse et non uniquement l‘échantillon. Laisser la lumière allumée induit donc un bruit supplémentaire. On constate aussi qu'avec le plafonnier éteint on a encore du bruit et des interférences ce qui montre que la condition optimale d'analyse devrait être le noir complet. [...]

[...] Ici la spectroscopie va utiliser cette radiation pour faire une mesure qualitative et quantitative de l'émission optique de la substance stimulée. La substance à analyser est aspirée et vaporisée dans la flamme au gaz de ville pour atomiser les molécules et envoyer les atomes obtenus à de plus hauts niveaux d'énergie. On enregistre la lumière des atomes se désexcitant. Cette lumière passe ensuite par un monochromateur pour sélectionner la longueur d'onde propre à l'analyse. Influence de la présence de la lumière en analyse par émission On commence par réaliser deux spectres à blanc (sans vaporisation de composé) en jouant sur la lumière de la pièce. [...]

[...] On fait ainsi la mesure en se basant sur le fait que la quantité de rayonnement absorbée est fonction de la proportion de l'élément à doser dans l‘échantillon. On fait ensuite passer le rayonnement par un monochromateur pour supprimer l'effet de la source d'ignition qui est la flamme est on mesure à la longueur d'onde choisie le changement d'intensité du rayonnement qui touche le détecteur. Voici un schéma récapitulant le trajet du rayonnement dans l'appareil (ce schéma est tiré du site www.culture.gouv.fr): cathode creuse - 2 nébuliseur et brûleur monochromateur - 4 détecteurs Influence de la composition de la flamme Lors de l ‘analyse de l'absorption on commence par enregistrer le spectre de la solution de calcium à 5 ppm en faisant varier le débit d'acétylène entre 1 et 1.8 l/min. [...]