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Partie 2 • Méthodes spectrométriques
1
2
3
4
système dispersif
et objectif
fente d'entrée
fente de sortie
signal
dispositif
d'atomisation
détecteur
(PM)
F
F'
S
Figure 13.5 Les diverses parties d’un appareil commercial d’absorption atomique monofaisceau.
Modèle IL 157, construit dans les années 80. 1, source (lampe spectrale) ; 2, flamme du
brûleur ; 3, monochromateur à réseau et 4, détecteur (photomultiplicateur). La source
éclaire une fente située à l’entrée amont du système dispersif. La fente de sortie, en
aval, est à proximité de la fenêtre du détecteur. Elle permet de sélectionner une étroite
bande passante du spectre (Dl de 0,2 à 1 nm), qu’il ne faut confondre ni avec la largeur
de cette fente de sortie, ou encore avec celle de l’image de la fente d’entrée.
Si la source émet un continuum de lumière, le rapport I /I 0 sera toujours proche de 1 car
les raies d’absorption sont très fines (1×10
−3 nm). Sa valeur sera donc difficile à déterminer
avec précision. Si, au contraire, on choisit une source qui émet les seules radiations que
l’élément est capable d’absorber, le rapport I /I 0 pourra être beaucoup plus petit que 1. Il en
résultera une mesure plus fiable de ce rapport sachant que les photomultiplicateurs actuels
sont extrêmement sensibles.
spectre de lumière blanche
spectre d'émission d'une lampe spectrale
sans échantillon
avec échantillon
raies d'absorption
sans échantillon
avec échantillon
1
2
I
I
I 0
I 0
3
4
dI
1
2
3
4
Figure 13.6 Comparaison des intensités transmises en AA
avec une source à continuum (1 et 2), et avec une lampe à raies spectrales (3 et 4).
Le rectangle figure l’intervalle de longueurs d’onde que « voit » le PM. Le signal de
ce dernier est proportionnel à la surface des parties en blanc. Par cette astuce, « la
résolution est dans la source », pour reprendre l’expression de Walsh, l’un des pionniers
de l’absorption atomique actuelle.
13.5.1 Lampes à cathode creuse
Pour les raisons évoquées ci-dessus, les appareils d’absorption atomique utilisent des
lampes à décharge en présence d’argon ou de néon utilisés comme gaz de remplissage
sous une pression de quelques centaines de pascals. Le spectre d’émission de ces sources
comporte des raies intenses qui dépendent de l’élément constituant la cathode. Ainsi, pour
un élément tel le plomb, la cathode devra contenir du plomb. C’est pourquoi il existe près
d’une centaine de lampes différentes avec des cathodes creuses constituées d’éléments
Partie 2 • Méthodes spectrométriques
1
2
3
4
système dispersif
et objectif
fente d'entrée
fente de sortie
signal
dispositif
d'atomisation
détecteur
(PM)
F
F'
S
Figure 13.5 Les diverses parties d’un appareil commercial d’absorption atomique monofaisceau.
Modèle IL 157, construit dans les années 80. 1, source (lampe spectrale) ; 2, flamme du
brûleur ; 3, monochromateur à réseau et 4, détecteur (photomultiplicateur). La source
éclaire une fente située à l’entrée amont du système dispersif. La fente de sortie, en
aval, est à proximité de la fenêtre du détecteur. Elle permet de sélectionner une étroite
bande passante du spectre (Dl de 0,2 à 1 nm), qu’il ne faut confondre ni avec la largeur
de cette fente de sortie, ou encore avec celle de l’image de la fente d’entrée.
Si la source émet un continuum de lumière, le rapport I /I 0 sera toujours proche de 1 car
les raies d’absorption sont très fines (1×10
−3 nm). Sa valeur sera donc difficile à déterminer
avec précision. Si, au contraire, on choisit une source qui émet les seules radiations que
l’élément est capable d’absorber, le rapport I /I 0 pourra être beaucoup plus petit que 1. Il en
résultera une mesure plus fiable de ce rapport sachant que les photomultiplicateurs actuels
sont extrêmement sensibles.
spectre de lumière blanche
spectre d'émission d'une lampe spectrale
sans échantillon
avec échantillon
raies d'absorption
sans échantillon
avec échantillon
1
2
I
I
I 0
I 0
3
4
dI
1
2
3
4
Figure 13.6 Comparaison des intensités transmises en AA
avec une source à continuum (1 et 2), et avec une lampe à raies spectrales (3 et 4).
Le rectangle figure l’intervalle de longueurs d’onde que « voit » le PM. Le signal de
ce dernier est proportionnel à la surface des parties en blanc. Par cette astuce, « la
résolution est dans la source », pour reprendre l’expression de Walsh, l’un des pionniers
de l’absorption atomique actuelle.
13.5.1 Lampes à cathode creuse
Pour les raisons évoquées ci-dessus, les appareils d’absorption atomique utilisent des
lampes à décharge en présence d’argon ou de néon utilisés comme gaz de remplissage
sous une pression de quelques centaines de pascals. Le spectre d’émission de ces sources
comporte des raies intenses qui dépendent de l’élément constituant la cathode. Ainsi, pour
un élément tel le plomb, la cathode devra contenir du plomb. C’est pourquoi il existe près
d’une centaine de lampes différentes avec des cathodes creuses constituées d’éléments