Spectrophotométrie
Définition
La spectrophotométrie est une technique de détection qui consiste à mesurer l'absorption de la lumière à l'aide un composé chimique présent dans une solution. L'intensité de l'absorption de la lumière est directement proportionnelle à la concentration du composé et permet de déterminer sa quantité. Cette partie spécialisée de la photométrie utilise des spectrophotomètres comme instrument de mesure.
La spectrométrie de masse est une technique de détection permettant d'identifier des molécules et de les quantifier grâce à un spectromètre de masse.
Un spectrophotomètre de laboratoire pour mesure d'émission en spectrophotométrie :
La spectrophotométrie implique l'utilisation d'un spectrophotomètre, un photomètre spécialisé.
En chimie, la spectrophotométrie est la mesure quantitative des propriétés de réflexion ou de transmission d'un matériau en fonction de la longueur d'onde. Il est plus spécifique que le terme général de spectroscopie électromagnétique du fait que la spectrophotométrie traite la lumière visible et son spectre d'émission, du proche ultraviolet, et du bas infrarouge, mais ne couvre pas les résolutions spectroscopiques.
Un exemple d'une expérience dans laquelle on utilise la spectrophotométrie est la détermination de la constante d'une solution d'équilibre. Une certaine réaction chimique dans une solution peut exister dans une direction avant et arrière où les réactifs et les produits se décomposent en forme de réactifs. À un certain point, cette réaction chimique va atteindre un équilibre appelé point d'équilibre. Pour déterminer les concentrations respectives des réactifs et des produits à ce stade, la transmittance de la lumière de la solution peut être testée en utilisant la spectrophotométrie. La quantité de lumière qui passe à travers la solution est indicative de la concentration de certaines substances chimiques qui ne permettent pas à la lumière de passer à travers.
Spectrophotométrie IR
La spectrophotométrie IR (infrarouge) est déterminée par des spectrophotomètres conçus pour l'infrarouge principal qui sont très différents des spectrophotomètres usuels en raison des exigences techniques de mesure dans cette région de la lumière. Un facteur important est le type de photodétecteurs disponible pour les différentes zones spectrales, mais la mesure infrarouge est également difficile parce que pratiquement tout émet de la lumière infrarouge, et que le rayonnement thermique, en particulier à des longueurs d'onde au-delà de 5 µm.
Une autre complication est que très peu de matériaux, tels le verre et le plastique, peuvent absorber la lumière infrarouge (en opposition aux UV par rapport à la lumière visible), ce qui les rend incompatibles en tant que supports optiques. Les matériaux optiques idéaux sont des sels, qui n'absorbent pas fortement les infrarouges. Les échantillons pour la spectrophotométrie IR peuvent être enduits entre deux disques de bromure de potassium ou une solution avec du bromure de potassium et pressés en une pastille. Lorsque des solutions aqueuses doivent être mesurées, un échantillon insoluble plongé dans le chlorure d'argent est utilisé pour construire la cellule.
Spectrophotométrie UV-visible
La spectrophotométrie UV-visible (ultraviolets) est mesurée par les spectrophotomètres les plus courants qui sont utilisés dans l'UV et le spectre d'émission visible, et certains de ces instruments fonctionnent également dans le proche infrarouge.
La spectrophotométrie de la lumière visible, de 400 à 700 nm, est largement utilisée dans la colorimétrie. Les fabricants d'encres, les imprimeries, de textiles, et bien d'autres, ont besoin des données fournies par la colorimétrie. Ils prennent des valeurs dans la zone de 5 à 20 nanomètres tout du long de la région visible, et produisent une courbe de réflectance spectrale ou un flux de données de remplacement pour les présentations. Ces courbes peuvent être utilisées pour tester un nouveau lot de colorants pour vérifier si ils sont conformes aux spécifications, par exemple, les normes d'impression ISO.
Les spectrophotomètres classiques de la région visible ne peuvent pas détecter si un colorant ou de la matière de base présente une fluorescence. Cela peut rendre difficile à gérer les problèmes de couleur si, par exemple, une ou plusieurs des encres d'imprimerie est fluorescente. Lorsqu'une matière colorante contient de la fluorescence, un spectrophotomètre fluorescent bi-spectral est utilisé. Il existe deux grandes configurations pour les spectrophotomètres du spectre visible, D/8 (sphérique) et 0/45. Les noms sont dus à la géométrie de la source de lumière, l'observateur et l'intérieur de la chambre de mesure. Les scientifiques utilisent cet instrument pour mesurer la quantité de composés dans un échantillon. Si le composé est plus concentré, plus de lumière sera absorbée par l'échantillon; dans les petites plages, la loi de Beer-Lambert convient et l'absorption entre les échantillons varie avec la concentration linéaire. Dans le cas de mesures d'impression, deux paramètres différents sont communément utilisés, sans et avec filtre UV pour mieux contrôler l'effet des azurants UV dans la pâte à papier.
Les échantillons sont habituellement préparés dans des cuvettes; en fonction de la région d'intérêt, ils peuvent être faits de verre, de plastique (région visible du spectre d'intérêt), ou quartz (région du spectre UV lointain de l'intérêt).
Les applications sont diverses comme l'estimation de la concentration de carbone organique dissous dans une solution, l'absorption spécifique d'ultraviolet pour mesurer une aromaticité, effectuer test de Bial pour la concentration des pentoses.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "spectrophotométrie" :
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