13 • Absorption atomique et émission de flamme
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➤ En absorption atomique, la concentration est déduite de la mesure de l’absorption de la
lumière par les atomes de l’élément restés à l’état fondamental lorsqu’ils sont éclairés par
une source lumineuse convenable.
➤ En émission de flamme, au contraire, on mesure l’intensité des radiations émises par la
fraction des atomes passée à l’état excité par simple effet thermique.
En absorption atomique comme en émission de flamme, la mesure d’intensité lumineuse est
faite à une longueur d’onde spécifique de l’élément analysé.
L’émission de flamme désigne l’émission de photons par certains éléments lorsqu’ils sont
soumis à une température de l’ordre de 2 000 à 3 000
◦ C. La technique, qui sert uniquement
à faire des dosages, se distingue de l’émission atomique ; ce terme plus général concerne une
autre méthode spectrale d’analyse, à la fois qualitative et quantitative, utilisant des sources
thermiques à plasma atteignant des températures beaucoup plus élevées et une partie optique
très performante.
13.3 ABSORPTION ATOMIQUE CONTRE ÉMISSION DE FLAMME
Les valeurs courantes des différents paramètres des expressions 13.1 et 13.2 montrent avec
quatre exemples (tabl. 13.1) que les atomes demeurent pratiquement tous à l’état fondamental et cela d’autant plus que l’écart DE est plus grand et la température moins élevée.
Tableau 13.1 Rapport Ne/N 0 pour quelques éléments à différentes températures.
Élément
l(nm)
E(eV)
g
2 000 K
3 000 K
4 000 K
Na
589
2,1
2
1,0 × 10 −5
6,0 × 10 −4
4,5 × 10 −3
Ca
423
2,93
3
1,2 × 10 −7
3,6 × 10 −5
6,1 × 10 −4
Cu
325
3,82
2
4,8 × 10 −10
7,3 × 10 −7
3,1 × 10 −5
Zn
214
5,79
3
7,3 × 10 −15
5,7 × 10 −10
1,5 × 10 −7
Il semblerait donc qu’il soit préférable, dans toutes les circonstances, de baser les mesures sur l’absorption atomique plutôt que sur l’émission de flamme, d’autant plus que
les spectres d’absorption sont plus simples que les spectres d’émission. Cependant la matrice dans laquelle se trouve l’élément peut provoquer des interférences, des interactions
chimiques, une instabilité des niveaux et des phénomènes annexes qui se produisent aux
températures élevées (fig. 13.3) et qui rendent difficile la mesure de l’absorbance.
Avec les détecteurs actuels comportant un photomultiplicateur, il suffit, pour faire une
mesure fiable, que le rapport N e /N 0 soit supérieur à 10
−7 .
L’expérience montre que l’émission de flamme est préférable pour 5 à 6 éléments. C’est
ainsi que les métaux alcalins, éléments donnant des flammes colorées, sont facilement dosés
en émission (tabl. 13.1).
Tous les atomes excités N e ne retournent pas à l’état initial en émettant des photons. Ils
peuvent perdre leur excédent d’énergie autrement. D’autre part, plus la température croît,
plus le spectre d’émission devient complexe par suite de l’apparition de raies dues aux
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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➤ En absorption atomique, la concentration est déduite de la mesure de l’absorption de la
lumière par les atomes de l’élément restés à l’état fondamental lorsqu’ils sont éclairés par
une source lumineuse convenable.
➤ En émission de flamme, au contraire, on mesure l’intensité des radiations émises par la
fraction des atomes passée à l’état excité par simple effet thermique.
En absorption atomique comme en émission de flamme, la mesure d’intensité lumineuse est
faite à une longueur d’onde spécifique de l’élément analysé.
L’émission de flamme désigne l’émission de photons par certains éléments lorsqu’ils sont
soumis à une température de l’ordre de 2 000 à 3 000
◦ C. La technique, qui sert uniquement
à faire des dosages, se distingue de l’émission atomique ; ce terme plus général concerne une
autre méthode spectrale d’analyse, à la fois qualitative et quantitative, utilisant des sources
thermiques à plasma atteignant des températures beaucoup plus élevées et une partie optique
très performante.
13.3 ABSORPTION ATOMIQUE CONTRE ÉMISSION DE FLAMME
Les valeurs courantes des différents paramètres des expressions 13.1 et 13.2 montrent avec
quatre exemples (tabl. 13.1) que les atomes demeurent pratiquement tous à l’état fondamental et cela d’autant plus que l’écart DE est plus grand et la température moins élevée.
Tableau 13.1 Rapport Ne/N 0 pour quelques éléments à différentes températures.
Élément
l(nm)
E(eV)
g
2 000 K
3 000 K
4 000 K
Na
589
2,1
2
1,0 × 10 −5
6,0 × 10 −4
4,5 × 10 −3
Ca
423
2,93
3
1,2 × 10 −7
3,6 × 10 −5
6,1 × 10 −4
Cu
325
3,82
2
4,8 × 10 −10
7,3 × 10 −7
3,1 × 10 −5
Zn
214
5,79
3
7,3 × 10 −15
5,7 × 10 −10
1,5 × 10 −7
Il semblerait donc qu’il soit préférable, dans toutes les circonstances, de baser les mesures sur l’absorption atomique plutôt que sur l’émission de flamme, d’autant plus que
les spectres d’absorption sont plus simples que les spectres d’émission. Cependant la matrice dans laquelle se trouve l’élément peut provoquer des interférences, des interactions
chimiques, une instabilité des niveaux et des phénomènes annexes qui se produisent aux
températures élevées (fig. 13.3) et qui rendent difficile la mesure de l’absorbance.
Avec les détecteurs actuels comportant un photomultiplicateur, il suffit, pour faire une
mesure fiable, que le rapport N e /N 0 soit supérieur à 10
−7 .
L’expérience montre que l’émission de flamme est préférable pour 5 à 6 éléments. C’est
ainsi que les métaux alcalins, éléments donnant des flammes colorées, sont facilement dosés
en émission (tabl. 13.1).
Tous les atomes excités N e ne retournent pas à l’état initial en émettant des photons. Ils
peuvent perdre leur excédent d’énergie autrement. D’autre part, plus la température croît,
plus le spectre d’émission devient complexe par suite de l’apparition de raies dues aux
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit