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RÉSUMÉ
La spectrométrie d’absorption atomique, technique de quantification élémentaire, est basée sur l’analyse de longueurs d’onde générées par une source lumineuse et non absorbées par l’élément ; l’importance de l’absorption étant proportionnelle à la concentration. Les limites de détection sont de l’ordre du mg/L ou du µg/L selon le mode d’atomisation utilisé (flamme ou four graphite). Elle permet également l’analyse du mercure par vapeurs froides, ainsi que des hydrures de plusieurs éléments (As, Sn, Se …). Après un rappel des principes théoriques fondamentaux, cet article décrit l’appareillage de manière approfondie, énonce les problèmes liés à la quantification et aux interférences, et donne de nombreux exemples d’application.
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Hugues PAUCOT : Ingénieur de recherche - Docteur en Sciences de la Terre et de l’Environnement de l’Université Libre de Bruxelles, CeFoSciA, Pau, France
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Jérôme FRAYRET : Ingénieur de recherche UPPA - Docteur en Chimie Physique de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, Université de Pau et des Pays de l’Adour, Pau, France
INTRODUCTION
Le choix d’une technique d’analyse destinée à la quantification est, avant tout, déterminé par les analytes, leur nombre, les concentrations recherchées, mais aussi par la matrice de l’échantillon et par les interférences qu’elle est susceptible de générer. De plus, outre les coûts d’investissement et de fonctionnement, il convient de tenir compte de la cadence analytique souhaitée et du degré de complexité de sa mise en œuvre. En ce qui concerne l’analyse élémentaire, aucune technique de spectrométrie atomique ne peut, à ce jour, se prévaloir de combiner l’ensemble des qualités espérées. En effet, diverses solutions sont proposées aux analystes telles que : émission de flamme, absorption atomique, ICP-OES [P 2 719], ICP-MS [P 2 720], fluorescence atomique [P 2 835], ou fluorescence X [P 2 695].
Parmi celles-ci, les techniques de spectrométrie d’absorption atomique restent encore à ce jour très utilisées à travers le monde, même si leur usage tend à se raréfier, en particulier dans les pays industrialisés. En effet, leurs possibilités d’usage en routine et à moindre coût de fonctionnement font qu’elles conviennent fort bien à l’analyse d’une grande variété d’échantillons, quel que soit le milieu concerné (biologique, environnemental, industriel, pharmaceutique, etc.), en particulier dans des régions géographiques où l’accès aux consommables et aux fluides spéciaux reste un problème récurrent.
Ces techniques sont généralement mono-élémentaires. De plus, la vitesse d’exécution peut constituer un handicap par rapport aux techniques multi-élémentaires telles que les ICP-OES ou les ICP-MS, qui délivrent des résultats de manière beaucoup plus rapide (quelques minutes pour des dizaines d’analytes), en particulier si l’on souhaite analyser des mg · L–1 par spectrométrie de flamme (un élément par minute), et de manière encore plus critique si l’on désire quantifier au niveau du μg · L–1 par spectrométrie d’absorption atomique électrothermique (un élément toutes les 5 à 10 minutes). Dans cet article, nous rappelons les principes théoriques fondamentaux, décrivons les différents systèmes disponibles sur le marché, énonçons les problèmes liés à la quantification et aux interférences. Enfin, nous présentons les performances de la technique, ainsi que de nombreux exemples d’application.
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1985 par Maurice PINTA
- Version archivée 2 de mars 1997 par Jacques VANDEGANS, Anne-Marie DE KERSABIEC, Michel HOENIG
DOI (Digital Object Identifier)
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6. Conclusion
Les principaux avantages des techniques de SAA sont :
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la grande sensibilité dans le cas de la SAAE (GFAAS) ;
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la simplicité et le faible coût dans le cas de la SAAF.
L’inconvénient majeur de ces techniques est qu’elles sont généralement mono-élémentaires. À l’inverse, les technologies mettant en œuvre un plasma présentent les avantages d’une sensibilité élevée et de la détermination multi-élémentaire, mais elles ont pour limite de devoir accepter des conditions de compromis, qui ne sont pas nécessairement optimales pour chaque élément. De plus, elles sont plus coûteuses, en particulier dans le cas de l’ICP-MS.
À ce jour, la base d’appareils de spectrométrie d’absorption atomique installés reste très large, et ces techniques sont probablement encore les plus utilisées au monde (nombreux utilisateurs formés, nombreuses normes existantes), en particulier du fait qu’elles sont moins tributaires du problème de l’alimentation en gaz. Toutefois, la situation est très contrastée selon les parties du monde. Ainsi, dans les pays industrialisés, on observe une diminution continue des ventes liées à la forte concurrence des ICP-OES et des ICP–MS. Ces baisses sont toutefois compensées par une augmentation dans les pays émergents, en particulier la Chine, où la production locale doit être approximativement de 40 à 50 % des appareils vendus.
Enfin, diverses évolutions sont encore envisageables, telle la généralisation de la source continue (en flamme et en four). De plus, une nouvelle conception des tubes en carbone graphite permettrait sans doute d’améliorer la sensibilité, et d’offrir une plus grande tolérance aux composants de la matrice, ainsi qu’une réduction des effets mémoire. Une capacité accrue serait aussi envisageable pour la préparation des échantillons, telle que l’analyse de spéciation par couplage avec un système d’injection de flux. Enfin, une plus grande automatisation pour intégrer la méthodologie dans les instruments avec élaboration automatique de la méthode, la reconnaissance des interférences et la détection des erreurs, faciliterait encore plus la mise en œuvre dans les laboratoires.
Conclusion
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BIBLIOGRAPHIE
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(5) - HARNLY (J.M.) - The Future of Atomic Absorption Spectrometry: a continuum source with a charge coupled array detector. - Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 14, p. 137 (1999).
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