Spectrométrie d`absorption moléculaire dans les solutions

doc from JF Perrin
Spectrométrie d'absorption moléculaire dans les solutions
1. Définition
La Spectrométrie d'absorption moléculaire est une technique applicable à l'analyse qualitative et à
l'analyse quantitative qui permet le mesurage de la concentration d'un composé dissous dans une
solution. Elle s'effectue pour des éclairements dans le domaine du proche UV, du visible et du proche
infrarouge, ce qui correspond à l'intervalle 180 - 1000 nm en longueur d'onde.
2. Loi globale de Lambert-Bouquer et Beer (dite généralement loi de Beer-Lambert).
Soit un faisceau de radiations monochromatiques parallèles de flux ϕi qui traverse, sous incidence
normale, un milieu absorbant à faces planes et parallèles, homogène et isotrope, non luminescent et
non diffusant, avec un parcours optique 1.
Le flux énergétique transmis décroît exponentiellement selon la longueur du parcours optique et quand
augmente la concentration c du composé absorbant (du moins tant que c n'est pas trop élevé).
En utilisant une écriture mettant enjeu les puissances de 10, la loi peut donc s'écrire :
ϕtr = ϕi 10-εlc
avec ϕtr : flux transmis ; ϕi : flux incident ; l : longueur du trajet optique, c : concentration du composé
absorbant, ε coefficient dans les conditions de l'expérience (ε dépend de la nature du composé
absorbant, de la longueur d'onde, de la nature du solvant, de la température).
ε est appelé coefficient spécifique d'absorbance pour le composé absorbant dans les conditions
expérimentales. On peut aussi utiliser le mot coefficient spécifique d'extinction.
La transmittance τ (ou facteur de transmission) est définie par T = ϕtr / ϕi
L'absorbance A est définie par A = log10 ( ϕi / ϕtr )
et on peut donc exprimer la loi de Lambert-Bouguer et Beer par : A = ε l c
La loi de Beer-Lambert intègre en outre une propriété fondamentale d'additivité : lorsque le
milieu est constitué d'une solution de n types moléculaires dissous ne réagissant pas les uns
avec les |autres, l'absorbance de l'ensemble est égale à la somme des n absorbances
caractéristiques
3. La question des unités
Les flux lumineux sont exprimés en watts (symbole W).
L'absorbance est une grandeur sans unité.
Considérons l'unité du coefficient d'absorbance spécifique ε :
- Pour une expression avec une concentration molaire du composé absorbant dissous, on parle
du coefficient spécifique d'absorbance molaire, en "longueur-1.mol-1.volume". L'unité sera le m².mol-1 ou
plus usuellement le cm-1.mol-1.l ou ...
- Pour une expression avec une concentration massique du composé absorbant dissous, on
parle du coefficient spécifique d'absorbance massique, en "longueur-1.masse-1.volume". L'unité sera le
m².kg-1 ou plus usuellement le cm-1.g-1.l ou...
Fanny Demay – BTS BioAnalyses & Contrôles 1/1