ISO 91:28 n 16977 LA SPECTROMETRIE D ABSORPTION UV-VISIBLE Auteur : Pierre FREYERMUTH Contact : pfreyermuth@efs.fr Principe La spectrophotométrie d absorption UV-Visible consiste à déterminer la concentration de substances absorbantes contenues dans une solution homogène. La mesure est obtenue en déterminant l atténuation d un faisceau lumineux qui traverse la solution. A =ε λ. l. c ε λ.c A = log 1 I I 1 A : absorbance I 1 : lumière transmise en (W.cm -2 ) I : lumière incidente en (W.cm -2 ) ε λ : coefficient d absorbance de l eau à λ ( l.mol -1.cm -1) c : concentration (mol.l -1 ) l : épaisseur d échantillon traversée par la lumière (cm). EFS - S.A.S ZAC du Baconnet - 192 allée des chênes - 697 Montagny - : 4.72.49.27.72 - Fax : 4.72.49.27.77
ISO 91:28 n 16977 Le spectre électromagnétique Le spectre électromagnétique représente la décomposition du rayonnement électromagnétique. En effet, les ondes électromagnétiques peuvent être classées selon leurs fréquences, leurs énergies de photons ou leurs longueurs d ondes. L énergie et la fréquence sont liées par la relation : E= h.ν avec E : énergie de photon en ev. h : constante de Planck en Js ν : fréquence en Hz La fréquence et la longueur d onde sont reliées par la relation : ν = C. λ avec ν : fréquence en Hz C : vitesse de la lumière en ms -1 λ : longueur d onde en m Figure 1 : domaine du spectre électromagnétique en fonction de E, ν et λ La spectrophotométrie d absorption UV-Visible met en œuvre les parties du spectre comprises entre 2 nm et 4 nm (proche ultra-violet) et entre 4 nm et 7 nm (lumière visible). La bande de 1 nm à 2 nm qui correspond à l ultraviolet lointain n est pas utilisée puisque ces longueurs d ondes sont en grande partie absorbées par l air et l eau. EFS - S.A.S ZAC du Baconnet - 192 allée des chênes - 697 Montagny - : 4.72.49.27.72 - Fax : 4.72.49.27.77
ISO 91:28 n 16977 La loi de Lambert Lorsqu'une lumière monochromatique d'intensité I traverse un milieu homogène, l'intensité de la lumière émergente I décroît exponentiellement lorsque l'épaisseur l du milieu absorbant augmente : I= I. e kl Cette relation peut s écrire en exprimant la transmittance T: T = e I I = kl Avec: I : l intensité de lumière incidente en W.cm -2 T : la transmittance sans unité. k : le coefficient d'absorption du milieu en cm -1. La loi de Beer Dans la pratique, les milieux absorbants sont principalement des solutions. Dans ce cas, la loi de Beer fait intervenir les concentrations. Elle s'exprime sous une forme tout à fait semblable à la précédente : λ I = I. e. ε c. l Avec EFS - S.A.S ZAC du Baconnet - 192 allée des chênes - 697 Montagny - : 4.72.49.27.72 - Fax : 4.72.49.27.77
ISO 91:28 n 16977 I : l intensité de lumière incidente en W.cm -2 ε λ :le coefficient d'absorption de la solution à la longueur d onde λ en l.mol -1.cm -1 c : la concentration de la solution en mol.l -1 La loi de Beer-Lambert Finalement, la relation linéaire reliant la concentration à l absorbance est donnée par : I = ε λ. l. c= log 1 I A Avec A: l absorbance sans unité I : l intensité de lumière incidente en W.cm -2 ε λ :le coefficient d'absorption de la solution à la longueur d onde λ en l.mol -1.cm -1 c : la concentration de la solution en mol.l -1 %T = f(l) et A = f(l) 1 2,5 % transmission 8 6 4 2 %T Absorbance 2 1,5 1,5 Absorbance,5 1 1,5 2 épaisseur traversée en cm Figure 2 : évolution du pourcentage de transmission et de l absorbance en fonction de l épaisseur du milieu traversé. EFS - S.A.S ZAC du Baconnet - 192 allée des chênes - 697 Montagny - : 4.72.49.27.72 - Fax : 4.72.49.27.77
ISO 91:28 n 16977 Lien entre pollution organique et absorbance La relation entre la concentration en polluant et la mesure d absorbance ne peut être réalisée qu à partir d une courbe de corrélation avec des valeurs laboratoire de référence. Exemple de corrélation entre absorbance et concentration en D.C. 3 DCO en mgo2/l 25 2 15 1 5 y = 246,27x R 2 =,99 D.C.O. Linéaire (D.C.O.),2,4,6,8 1 1,2 absorbance Figure 3 : droite de corrélation entre absorbance et concentration en D.C.O. Sur ce graphique, l axe des x représente les absorbances mesurées pour différents échantillons d un effluent à différentes concentrations et l axe des y représente les valeurs obtenues par des analyses laboratoire de D.C.O. selon la norme NF T 9-11. Les analyseurs EFS EFS a été pionnière dans la mise en œuvre de la technologie d absorption UV/VISIBLE et a acquis une expertise unique au cours des 15 dernières années. Aujourd hui, EFS propose des analyseurs et sondes de mesure multiparamètres mettant en œuvre les toutes dernières innovations dans le domaine pour un coût très compétitif. ***** EFS - S.A.S ZAC du Baconnet - 192 allée des chênes - 697 Montagny - : 4.72.49.27.72 - Fax : 4.72.49.27.77