La Spectroscopie d’Absorption Atomique (SAA) est une technique analytique utilisée pour déterminer la concentration d’éléments métalliques dans un échantillon. Elle repose sur le principe que les atomes libres à l’état fondamental peuvent absorber la lumière à des longueurs d’onde spécifiques caractéristiques de chaque élément.
Principe de la SAA
Un échantillon est atomisé, convertissant l’analyte en atomes libres et neutres en phase gazeuse. Une lampe à cathode creuse (HCL) émet de la lumière à une longueur d’onde spécifique à l’élément mesuré, et les atomes libres absorbent cette lumière tandis que la réduction d’intensité est mesurée par un détecteur. L’absorbance est proportionnelle à la concentration de l’élément selon la Loi de Beer-Lambert.
Instrumentation
Un instrument SAA se compose d’une lampe à cathode creuse contenant le même métal que l’analyte cible, émettant son spectre de raies caractéristique, d’un atomiseur tel qu’une flamme (air-acétylène ou protoxyde d’azote-acétylène) pour les échantillons liquides ou d’un four en graphite pour l’analyse de traces, d’un monochromateur qui isole la longueur d’onde spécifique d’intérêt des autres raies d’émission, et d’un détecteur photomultiplicateur qui mesure l’intensité de la lumière transmise.
Techniques d’Atomisation
Trois techniques d’atomisation sont couramment utilisées. La SAA à flamme (SAAF) aspire la solution d’échantillon dans une flamme où elle est désolvatée, atomisée et analysée, avec des limites de détection allant du ppm au ppb. La SAA à four en graphite (SAAFG) place un petit volume d’échantillon dans un tube en graphite qui est chauffé par étapes jusqu’à l’atomisation, atteignant des limites de détection du ppb au ppt. La SAA par génération d’hydrures est utilisée pour des éléments comme As, Se et Hg, où des hydrures volatils sont formés et transportés vers l’atomiseur.
Interférences
Plusieurs types d’interférences peuvent affecter les mesures SAA. Les interférences spectrales proviennent du chevauchement des raies d’absorption d’autres éléments et sont corrigées en utilisant des longueurs d’onde alternatives ou une correction de fond (Zeeman ou lampe au deutérium). Les interférences chimiques impliquent la formation de composés réfractaires qui résistent à l’atomisation et sont minimisées par l’ajout d’agents de libération comme le lanthane pour le calcium. Les effets de matrice proviennent de différences de viscosité et de tension superficielle entre les étalons et les échantillons qui affectent l’efficacité de nébulisation.
Applications
La SAA est utilisée pour l’analyse environnementale des métaux lourds (Pb, Cd, Hg, As) dans l’eau, le sol et l’air ; les tests cliniques des oligo-éléments (Fe, Cu, Zn, Mg) dans le sang et l’urine ; la surveillance de la sécurité alimentaire pour les métaux toxiques dans les produits agricoles et les fruits de mer ; et le contrôle qualité des métaux dans les alliages, les minerais et les matières premières pharmaceutiques.
