14.10 : Spectroscopie d'émission atomique: instrumentation

L'instrumentation de la spectrométrie d'émission atomique (AES) implique divers composants, notamment des dispositifs d'atomisation qui convertissent les échantillons en atomes et ions en phase gazeuse. Il existe deux principaux types de dispositifs d'atomisation : les atomiseurs continus et discrets. Les atomiseurs continus, comme les plasmas et les flammes, introduisent les échantillons dans un flux constant, tandis que les atomiseurs discrets injectent des échantillons individuels à l'aide de seringues ou d'échantillonneurs automatiques. L'atomiseur discret le plus courant est l'atomiseur électrothermique.

La nébulisation est le processus d'introduction d'échantillons sous forme d'aérosols. Un nébuliseur génère une fine pulvérisation de gouttelettes à partir de l'échantillon liquide, permettant une atomisation efficace. Une fois atomisé, l'échantillon dans une flamme ou un plasma forme une population stable d'atomes, de molécules et d'ions. L'émission du plasma est ensuite séparée en longueurs d'onde constitutives à l'aide d'un dispositif d'isolation de longueur d'onde, tel qu'un monochromateur, un polychromateur ou un spectrographe. Le rayonnement isolé est converti en signaux électriques par des transducteurs ou des détecteurs matriciels, qui sont ensuite traités et analysés par des systèmes informatiques.

Les systèmes d'émission de plasma à couplage inductif (ICP) utilisent un plasma à haute température appelé torche à plasma d'argon au lieu d'une flamme. Cela permet une application plus large et une analyse multi-éléments rapide. Dans la source de plasma à courant continu (DCP), le chauffage du gaz inerte est obtenu par un arc à courant continu, établissant le plasma dans un flux de gaz à grande vitesse. La conception DCP utilise généralement un ensemble d'électrodes en forme de V inversé avec la région d'excitation à l'intersection des flux d'argon, et un nébuliseur est utilisé pour injecter l'échantillon à ce point.

Différents instruments sont disponibles pour les déterminations multi-éléments, notamment des spectromètres séquentiels qui scannent différentes lignes d'émission en séquence et des spectromètres simultanés qui utilisent des polychromateurs ou des spectrographes pour mesurer plusieurs longueurs d'onde simultanément. L'instrumentation de spectrométrie d'émission atomique offre différentes options de chemin optique, notamment des chemins optiques séquentiels avec des monochromateurs pour la mesure séquentielle des longueurs d'onde et des polychromateurs à lecture directe simultanée avec plusieurs fentes de sortie et phototubes pour la mesure simultanée de plusieurs lignes d'émission.