14.12 : Spectroscopie d'émission atomique à plasma à couplage inductif : principe

Le plasma à couplage inductif (ICP) est la source de plasma la plus utilisée en spectroscopie d'émission atomique (AES), également connue sous le nom de spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES). La source ICP, ou torche, se compose de trois tubes de quartz concentriques traversés par du gaz argon. Une étincelle provenant d'une bobine Tesla déclenche l'ionisation de l'argon, générant un plasma à haute température.

Les ions et les électrons produits interagissent avec le champ magnétique fluctuant créé par une bobine d'induction refroidie par eau et alimentée par un générateur de radiofréquence. Cette interaction conduit à un chauffage ohmique, formant un plasma à haute température et offrant un environnement optimal pour l'analyse élémentaire. L'introduction d'échantillons dans l'ICP-AES peut être réalisée à l'aide de différentes méthodes, telles qu'un nébuliseur en verre concentrique ou une vaporisation électrothermique. Dans le premier cas, l'échantillon est transporté par l'effet Bernoulli à l'aide d'un gaz argon à grande vitesse, formant de fines gouttelettes qui pénètrent dans le plasma. Dans le second cas, l'échantillon est vaporisé dans un four avant d'être introduit dans le plasma via un flux d'argon.

Les configurations des spectromètres ICP incluent une visualisation radiale ou axiale. Le plasma orienté horizontalement et visualisé axialement est idéal pour les analyses à haute sensibilité. Il présente une interface à cône refroidi (CCI) unique qui empêche l'optique de prendre en compte la queue de plasma plus froide, réduisant ainsi les interférences et améliorant la tolérance du système aux solides dissous élevés. Le plasma orienté verticalement et visualisé radialement convient aux applications difficiles, telles que l'analyse des huiles, des solvants organiques, des digestats géologiques/métalliques et des solutions à teneur élevée en solides dissous totaux (TDS).

Les contours isothermes décrivent la plage de températures subies par les atomes de l'échantillon dans le plasma pendant leur temps de séjour avant d'atteindre le point d'observation. Cela se traduit par une atomisation plus complète et moins d'interférences chimiques. La source ICP en AES offre de nombreux avantages, notamment une atomisation chimiquement inerte, une distribution uniforme de la température, des courbes d'étalonnage linéaires sur une large plage de concentrations et une ionisation importante, ce qui en fait un excellent choix pour les applications ICP-MS.