Spectrophotomètres monofaisceaux

1. Structure générale

2. Conditions d'utilisation

3. Cas d'un appareil à barette de diodes

1. Structure de principe d'un spectrophotomètre monofaisceau

On se contentera du schéma de principe ci-dessous :

monofaisceau (12K)

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2. Conditions d'utilisation

2.1 Lectures simples d'échantillons essais contre la référence

Comme on le constate sur le schéma de principe ci-dessus, le flux incident véritable n'est jamais mesuré. Ainsi, un spectrophotomètre ne mesure que des différences d'absorbance : la différence d'absorbance entre la solution qui est utilisée pour établir le flux de référence et celle avec un échantillon essai.

mesures_monofaisceau (8K)

1. On mémorise une référence.
On commence par placer l'échantillon de référence qui servira à "mémoriser" un flux de référence.
En général les appareils demandent de valider à l'aide d'une touche "zéro" ou "ref" ou "set ref" ...
L'appareil mémorise la valeur Φref et affiche A = Log(Φref/Φref) = 0,000


2. On peut désormais lire les échantillons essais à mesurer (contre la référence)
L'appreil mesure Φes et affiche A = Log(Φref/Φes).
Comme Log(Φref/Φes) = Log[(Φref/Φi)*(Φi/Φes)]
Soit Log(Φref/Φes) = Log(Φref/Φi) + Log(Φi/Φes)
Soit Log(Φref/Φes) = - Log(Φi/Φref) + Log(Φi/Φes)
Soit Log(Φref/Φes) = Log(Φi/Φes)- Log(Φi/Φref)
Soit A affichée = (Absorbance essai - Absorbance référence)
On dit que l'appareil mesure chaque essai contre la référence.

Une condition essentielle à la qualité des mesures est la stabilité du flux incident tout au long des mesures. On peut contrôler cette stabilité en vérifiant à la fin du travail que la référence conduit toujours à zéro d'absorbance.

2.2 Balayages de spectres

Le montage monofaisceau paraît peu propice à l'étude de spectres. En effet, l'éclairement incident dépend de la longueur d'onde (les sources ne donnent pas la même énergie à toutes les longueurs d'onde) et la réponse des photocapteurs dépend elle aussi de la longueur d'onde. Ainsi, il va falloir réaliser un "zéro" pour chaque longueur d'onde avant chaque mesure.

L'informatisation a rendu aisée la réalisation de spectres :
- L'appareil balaie l'étendue des λ à étudier pour la solution de référence et mémorise la réponse du photomultiplicateur à chacune des λ. Ce seront autant de "zéro spectro."
- Puis on va demander à l'appareil de balayer l'étendue des λ pour la solution essai. Chaque mesure à chaque λ sera finalement rapportée au "zéro spectro. adéquat" selon un calcul du type Log(réponse référence à λi/réponse essai à λi).

Efficace mais demande un peu de temps ...

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3. Cas des appareils à barette de diodes ou capteur CCD

On se contentera du schéma de principe ci-dessous :

monofaisceaubarettediodes (27K)

Le porte échantillon reçoit une lumière polychromatique. L'élément dispersif est situé après. Chaque photocapteur de la barette ou du CCD permettra finalement une mesure à une λ donnée (en fait avec une largeur de bande passante donnée). La fonction "zéro" (ou "set ref.") réalisera chaque "zéro" valable pour chaque photocapteur. Finalement on pourra avoir les mesures d'absorbances contre la référence pour toutes les λ autorisées par la source en simultané ! = mesures multilongueurs d'onde en simultané !

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