Chapitre 9
Spectrométrie d’absorption
de l’ultraviolet et du visible
L’absorption des radiations lumineuses par la matière dans la plage spectrale s’étendant
du proche ultraviolet au très proche infrarouge, soit entre 180 et 1 100 nm, a été abondamment étudiée d’un point de vue fondamental. Cette partie du spectre est désignée par
l’« UV/Visible », parce qu’elle englobe les radiations perceptibles par l’œil humain. D’une
manière générale elle apporte peu d’informations structurales, mais elle a, en revanche,
beaucoup d’applications en analyse quantitative. Les calculs de concentration qui découlent de la loi de Beer et Lambert ont donné naissance à la méthode connue sous le
terme général de colorimétrie. Cette méthode apparaît comme le cheval de labour de tout
laboratoire d’analyses. Celle-ci s’applique non seulement aux composés qui possèdent un
spectre d’absorption dans le visible mais aussi à tous ceux qui conduisent au moyen d’un
réactif spécifique à un dérivé permettant une mesure d’absorbance. Les mesures d’absorption peuvent se faire avec tout un choix d’appareils qui vont des comparateurs de couleurs
et autres colorimètres visuels simples, aux spectrophotomètres automatiques adaptés à
l’analyse multicomposants. De plus, la chromatographie liquide et l’électrophorèse capillaire ont favorisé le développement de détecteurs UV/Visible perfectionnés, à l’origine
d’un mode très courant d’obtention des chromatogrammes, accompagné de possibilités
d’identification et de quantification des composés.
9.1 LE DOMAINE SPECTRAL UV-VIS ET L’ORIGINE
DES ABSORPTIONS
Ce domaine spectral est divisé en trois plages de longueurs d’onde appelées proche UV
(185-400 nm), visible (400-700 nm) et très proche infrarouge (700-1 100 nm). La plupart
des spectromètres vont de 185 à 900 nm. La limite inférieure des appareils dépend à la fois
de la nature des matériaux optiques utilisés et de la présence ou non sur le trajet optique de
l’air ambiant, sachant que le dioxygène et la vapeur d’eau absorbent de manière intense en
dessous de 190 nm. Quelques instruments, à condition d’opérer sous vide, peuvent atteindre
150 nm avec des échantillons pris à l’état gazeux. C’est le domaine de l’ultraviolet du vide.
L’absorption lumineuse a pour origine l’interaction des photons de la source lumineuse
avec les ions ou molécules de l’échantillon. Ainsi lorsqu’une molécule isolée absorbe un
photon de l’UV/Visible, l’énergie correspondante est captée par un ou plusieurs de ses
électrons superficiels. Il y a alors modification de son énergie électronique (E élec .), l’une
des trois composantes avec l’énergie de rotation (E rot. ) et l’énergie de vibration (E vib ) de
Spectrométrie d’absorption
de l’ultraviolet et du visible
L’absorption des radiations lumineuses par la matière dans la plage spectrale s’étendant
du proche ultraviolet au très proche infrarouge, soit entre 180 et 1 100 nm, a été abondamment étudiée d’un point de vue fondamental. Cette partie du spectre est désignée par
l’« UV/Visible », parce qu’elle englobe les radiations perceptibles par l’œil humain. D’une
manière générale elle apporte peu d’informations structurales, mais elle a, en revanche,
beaucoup d’applications en analyse quantitative. Les calculs de concentration qui découlent de la loi de Beer et Lambert ont donné naissance à la méthode connue sous le
terme général de colorimétrie. Cette méthode apparaît comme le cheval de labour de tout
laboratoire d’analyses. Celle-ci s’applique non seulement aux composés qui possèdent un
spectre d’absorption dans le visible mais aussi à tous ceux qui conduisent au moyen d’un
réactif spécifique à un dérivé permettant une mesure d’absorbance. Les mesures d’absorption peuvent se faire avec tout un choix d’appareils qui vont des comparateurs de couleurs
et autres colorimètres visuels simples, aux spectrophotomètres automatiques adaptés à
l’analyse multicomposants. De plus, la chromatographie liquide et l’électrophorèse capillaire ont favorisé le développement de détecteurs UV/Visible perfectionnés, à l’origine
d’un mode très courant d’obtention des chromatogrammes, accompagné de possibilités
d’identification et de quantification des composés.
9.1 LE DOMAINE SPECTRAL UV-VIS ET L’ORIGINE
DES ABSORPTIONS
Ce domaine spectral est divisé en trois plages de longueurs d’onde appelées proche UV
(185-400 nm), visible (400-700 nm) et très proche infrarouge (700-1 100 nm). La plupart
des spectromètres vont de 185 à 900 nm. La limite inférieure des appareils dépend à la fois
de la nature des matériaux optiques utilisés et de la présence ou non sur le trajet optique de
l’air ambiant, sachant que le dioxygène et la vapeur d’eau absorbent de manière intense en
dessous de 190 nm. Quelques instruments, à condition d’opérer sous vide, peuvent atteindre
150 nm avec des échantillons pris à l’état gazeux. C’est le domaine de l’ultraviolet du vide.
L’absorption lumineuse a pour origine l’interaction des photons de la source lumineuse
avec les ions ou molécules de l’échantillon. Ainsi lorsqu’une molécule isolée absorbe un
photon de l’UV/Visible, l’énergie correspondante est captée par un ou plusieurs de ses
électrons superficiels. Il y a alors modification de son énergie électronique (E élec .), l’une
des trois composantes avec l’énergie de rotation (E rot. ) et l’énergie de vibration (E vib ) de