Absorptiométrie
Dans la méthode spectrale la plus souvent utilisée, le rayonnement électromagnétique fourni par l’instrument est absorbé par l’analyte et la quantité d’absorption est mesurée. L’absorption se produit lorsqu’un quantum de rayonnement électromagnétique, connu sous le nom de photon, frappe une molécule et l’élève à un état excité (à haute énergie). L’intensité (i.e., l’énergie, sous forme de rayonnement électromagnétique, transférée à travers une unité de surface par unité de temps) du rayonnement incident diminue au fur et à mesure qu’il traverse l’échantillon. Les techniques qui mesurent l’absorption pour effectuer un dosage sont l’absorptiométrie ou la spectrophotométrie d’absorption.
Normalement, l’absorptiométrie est subdivisée en catégories en fonction de l’énergie ou de la région de longueur d’onde du rayonnement incident. Par ordre de rayonnement de plus en plus énergétique, les types d’absorptiométrie sont l’absorptiométrie des ondes radioélectriques (appelée spectrométrie de résonance magnétique nucléaire), l’absorptiométrie des micro-ondes (y compris la spectrométrie de résonance de spin électronique), l’absorptiométrie thermique (analyse thermique), l’absorptiométrie infrarouge, l’absorptiométrie ultraviolette-visible et l’absorptiométrie des rayons X. Les instruments qui fournissent et mesurent le rayonnement varient d’une région spectrale à l’autre, mais leurs principes de fonctionnement sont les mêmes. Chaque instrument comprend au moins trois composants essentiels: (1) une source de rayonnement électromagnétique dans la région d’énergie appropriée, (2) une cellule qui est transparente au rayonnement et qui peut contenir l’échantillon, et (3) un détecteur qui peut mesurer avec précision l’intensité du rayonnement après son passage à travers la cellule et l’échantillon.
Essentiellement, la quantité de rayonnement absorbé augmente avec la concentration de l’analyte et avec la distance à travers l’analyte que le rayonnement doit parcourir (la longueur du trajet cellulaire). Lorsque le rayonnement est absorbé dans l’échantillon, l’intensité du faisceau radiatif diminue. En mesurant l’intensité diminuée à travers une cellule de longueur de trajet fixe contenant l’échantillon, il est possible de déterminer la concentration de l’échantillon. Étant donné que différentes substances absorbent à différentes longueurs d’onde (ou énergies), les instruments doivent être capables de contrôler la longueur d’onde du rayonnement électromagnétique incident. Dans la plupart des instruments, cela est accompli avec un monochromateur. Dans d’autres instruments, cela se fait par l’utilisation de filtres radiatifs ou par l’utilisation de sources émettant un rayonnement dans une bande de longueur d’onde étroite.
Étant donné que la longueur d’onde à laquelle les substances absorbent le rayonnement dépend de leur composition chimique, l’absorptiométrie peut également être utilisée pour l’analyse qualitative. L’analyte est placé dans la cellule et la longueur d’onde du rayonnement incident est balayée dans une région spectrale pendant que l’absorption est mesurée. Le diagramme résultant de l’intensité radiative ou de l’absorption en fonction de la longueur d’onde ou de l’énergie du rayonnement incident est un spectre. Les longueurs d’onde auxquelles les pics sont observés sont utilisées pour identifier les composants de l’analyte.