Chapitre 11
Fluorimétrie
et chimiluminescence
Certains composés organiques ou minéraux, liquides ou solides (cristaux moléculaires ou
ioniques), qu’ils soient purs ou en solution, émettent de la lumière lorsqu’ils sont excités
par des photons du domaine du visible ou du proche ultraviolet. Parmi les applications en
analyse de ce phénomène, baptisé photoluminescence, se trouve la fluorimétrie, une méthode à la fois sélective et très sensible permettant de très nombreux dosages. L’intensité
de fluorescence étant en rapport avec la concentration de l’analyte, les dosages sont faits
à l’aide de fluorimètres ou de spectrofluorimètres. L’extinction extrêmement rapide de l’intensité lumineuse lorsque l’excitation cesse, fait également l’objet de mesures à des fins
analytiques. Par opposition, la phosphorescence se caractérise par une décroissance dans
le temps beaucoup plus lente. La fluorescence est également mise à profit dans la conception de détecteurs utilisés en chromatographie liquide. Bien que l’origine en soit différente,
la chimiluminescence, qui consiste en émission de lumière au cours de certaines réactions
chimiques, a reçu quelques applications en chimie analytique.
11.1 FLUORESCENCE ET PHOSPHORESCENCE
Beaucoup de composés, lorsqu’ils sont excités par une source lumineuse du domaine du
visible ou du proche ultraviolet, absorbent de l’énergie pour la restituer par la suite sous
forme d’un rayonnement. Certains présentent la faculté plus ou moins prononcée de réémettre quasi-instantanément à une longueur d’onde plus grande que celle de la lumière
d’origine. Ils sont dits fluorescents (fig. 11.1 et 11.2). Lorsqu’on éteint la source, l’intensité
lumineuse diminue extrêmement rapidement en suivant une loi exponentielle.
L’expression 11.1 relie l’intensité de fluorescence I f(t) et le temps écoulé t après l’excitation :
I f(t) = I f(0) · exp [−kt]
(11.1)
Cette loi de décroissance s’applique aussi à la phosphorescence. La différence tient à
la valeur de la constante k qui est beaucoup plus grande pour la fluorescence que pour la
phosphorescence car celle-ci décroît beaucoup plus lentement. La durée de vie de fluorescence t 0 est définie à partir de k par t 0 = 1/k. À l’instant t 0 , l’intensité I f(t) vaut, d’après
11.1, 36,8 % de l’intensité de départ I f(0) . Autrement dit, un composé fluorescent corres-
Fluorimétrie
et chimiluminescence
Certains composés organiques ou minéraux, liquides ou solides (cristaux moléculaires ou
ioniques), qu’ils soient purs ou en solution, émettent de la lumière lorsqu’ils sont excités
par des photons du domaine du visible ou du proche ultraviolet. Parmi les applications en
analyse de ce phénomène, baptisé photoluminescence, se trouve la fluorimétrie, une méthode à la fois sélective et très sensible permettant de très nombreux dosages. L’intensité
de fluorescence étant en rapport avec la concentration de l’analyte, les dosages sont faits
à l’aide de fluorimètres ou de spectrofluorimètres. L’extinction extrêmement rapide de l’intensité lumineuse lorsque l’excitation cesse, fait également l’objet de mesures à des fins
analytiques. Par opposition, la phosphorescence se caractérise par une décroissance dans
le temps beaucoup plus lente. La fluorescence est également mise à profit dans la conception de détecteurs utilisés en chromatographie liquide. Bien que l’origine en soit différente,
la chimiluminescence, qui consiste en émission de lumière au cours de certaines réactions
chimiques, a reçu quelques applications en chimie analytique.
11.1 FLUORESCENCE ET PHOSPHORESCENCE
Beaucoup de composés, lorsqu’ils sont excités par une source lumineuse du domaine du
visible ou du proche ultraviolet, absorbent de l’énergie pour la restituer par la suite sous
forme d’un rayonnement. Certains présentent la faculté plus ou moins prononcée de réémettre quasi-instantanément à une longueur d’onde plus grande que celle de la lumière
d’origine. Ils sont dits fluorescents (fig. 11.1 et 11.2). Lorsqu’on éteint la source, l’intensité
lumineuse diminue extrêmement rapidement en suivant une loi exponentielle.
L’expression 11.1 relie l’intensité de fluorescence I f(t) et le temps écoulé t après l’excitation :
I f(t) = I f(0) · exp [−kt]
(11.1)
Cette loi de décroissance s’applique aussi à la phosphorescence. La différence tient à
la valeur de la constante k qui est beaucoup plus grande pour la fluorescence que pour la
phosphorescence car celle-ci décroît beaucoup plus lentement. La durée de vie de fluorescence t 0 est définie à partir de k par t 0 = 1/k. À l’instant t 0 , l’intensité I f(t) vaut, d’après
11.1, 36,8 % de l’intensité de départ I f(0) . Autrement dit, un composé fluorescent corres-