18 • Analyseurs élémentaires
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sont remplacées par des mesures de différences de conductibilité thermique des mélanges
gazeux avant et après passage dans un piège sélectif pour l’eau ou le dioxyde de carbone.
Le fonctionnement est plus simple et robuste que celui des appareils à séparation chromatographique des gaz formés (cf. §18.2.2).
18.2.2 Analyseurs organiques élémentaires CHNS − O actuels
Les analyseurs modernes conservent le principe de la combustion de l’échantillon mais la
séparation des gaz formés utilise une méthode chromatographique (fig. 18.3).
Une quantité de l’ordre du mg de substance est pyrolysée dans un courant de dioxygène
et d’hélium. Les gaz de combustion passent ensuite sur de la poudre de cuivre pour retenir
le dioxygène en excès (formation de CuO) et pour réduire les oxydes d’azote formés en
diazote, du moins si cet élément est présent. Les éléments N, C, H et S sont donc à l’origine
de quatre gaz N 2 , CO 2 , H 2 O et SO 2 , séparables par une colonne de CPG de type remplie,
associée à un détecteur à conductibilité thermique ou à capture d’électrons, plus sensible
pour le SO 2 .
Certains modèles permettent de doser également l’élément oxygène, toujours dosé séparément, à partir d’un second échantillon, au prix d’une adaptation du four. La pyrolyse doit,
en effet, être réalisée en l’absence de dioxygène en utilisant par exemple du carbone « nickelé » (le nickel possède un effet catalytique) pour obtenir du monoxyde de carbone CO.
He
colonne CPG
TCD
He
O 2
combustion
(1 800 °C)
oxydation
réduction
diazote
dioxyde de carbone
vapeur d'eau
dioxyde de soufre
échantillon
N C
H
S
Figure 18.3 Appareil de microanalyse avec détection chromatographique.
La colonne remplie type Porapak sépare les 4 constituants gazeux entraînés par l’hélium
utilisé comme gaz vecteur. Par un étalonnage préalable, on peut déduire de l’aire des
pics la concentration de chacun de ces 4 éléments dans l’échantillon.
18.3 ANALYSEURS D’AZOTE TOTAL
La teneur en azote total sert à caractériser de nombreux produits et échantillons dans les
industries du pétrole, du papier, du charbon. Pour effectuer ces dosages on préfère souvent
aux instruments précédents des modèles adaptés à ce seul élément. Ainsi dans le secteur
agroalimentaire la méthode de dosage de l’azote total selon Kjeldahl (TKN) est adoptée par
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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sont remplacées par des mesures de différences de conductibilité thermique des mélanges
gazeux avant et après passage dans un piège sélectif pour l’eau ou le dioxyde de carbone.
Le fonctionnement est plus simple et robuste que celui des appareils à séparation chromatographique des gaz formés (cf. §18.2.2).
18.2.2 Analyseurs organiques élémentaires CHNS − O actuels
Les analyseurs modernes conservent le principe de la combustion de l’échantillon mais la
séparation des gaz formés utilise une méthode chromatographique (fig. 18.3).
Une quantité de l’ordre du mg de substance est pyrolysée dans un courant de dioxygène
et d’hélium. Les gaz de combustion passent ensuite sur de la poudre de cuivre pour retenir
le dioxygène en excès (formation de CuO) et pour réduire les oxydes d’azote formés en
diazote, du moins si cet élément est présent. Les éléments N, C, H et S sont donc à l’origine
de quatre gaz N 2 , CO 2 , H 2 O et SO 2 , séparables par une colonne de CPG de type remplie,
associée à un détecteur à conductibilité thermique ou à capture d’électrons, plus sensible
pour le SO 2 .
Certains modèles permettent de doser également l’élément oxygène, toujours dosé séparément, à partir d’un second échantillon, au prix d’une adaptation du four. La pyrolyse doit,
en effet, être réalisée en l’absence de dioxygène en utilisant par exemple du carbone « nickelé » (le nickel possède un effet catalytique) pour obtenir du monoxyde de carbone CO.
He
colonne CPG
TCD
He
O 2
combustion
(1 800 °C)
oxydation
réduction
diazote
dioxyde de carbone
vapeur d'eau
dioxyde de soufre
échantillon
N C
H
S
Figure 18.3 Appareil de microanalyse avec détection chromatographique.
La colonne remplie type Porapak sépare les 4 constituants gazeux entraînés par l’hélium
utilisé comme gaz vecteur. Par un étalonnage préalable, on peut déduire de l’aire des
pics la concentration de chacun de ces 4 éléments dans l’échantillon.
18.3 ANALYSEURS D’AZOTE TOTAL
La teneur en azote total sert à caractériser de nombreux produits et échantillons dans les
industries du pétrole, du papier, du charbon. Pour effectuer ces dosages on préfère souvent
aux instruments précédents des modèles adaptés à ce seul élément. Ainsi dans le secteur
agroalimentaire la méthode de dosage de l’azote total selon Kjeldahl (TKN) est adoptée par
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit