2.1 Généralités

• Absorption et émission atomique : Propriété énoncée par Kirchhoff : Un corps ne peut émettre que les radiations qu'il peut absorber dans les mêmes conditions.
• Experiences de Kirchhoff : 3 expériences démontrant l’absorption et l’émission atomique.

2.1.1 Structure de l’atome (rappel)

• Composantes : Un atome est constitué d’un noyau positif (protons et neutrons) et d’électrons en orbite.
• Numéro atomique : Z (nombre de protons ou d’électrons).
• Nombres quantiques :
  • Principal (n): définit la couche.
  • Secondaire (l): définit les sous-couches.
  • Magnétique (m): −l ≤ m ≤ +l.
  • Spin (s): s = ± 1/2.
  • Principe de Pauli : pas deux électrons identiques.

2.1.2 Les niveaux d’énergie

• Exemple Na : Configuration électronique 1s²2s²2p⁶3s¹.
• Diagramme des niveaux d’énergie : Oreba aux énergies orbitales en eV et transitions permises.

2.1.3 Les spectres

• Raies d’absorption et d’émission : Les raies d’émission sont plus nombreuses.
• Multiplicité des raies : Dédoublées (ex : Na transitions 3s-3p; 589,59 nm).

2.1.4 Intensité des raies

• Aspect qualitatif : La loi de Boltzmann montre la dépendance à la température et à la concentration d’électrons excités.
• Aspect quantitatif :
  • Absorption : A = log(I₀/Iₜ) = k · C
  • Émission : Iₑₘ𝑖𝑠𝑒 = k · C

2.2 Spectrophotométrie d’absorption atomique (SAA)

• Principe : Absorption de rayonnement monochromatique par la vapeur d’atomes de l’élément à doser.
• Epi : Mesure des intensités lumineuses permettant de connaître la concentration des analytes.

2.2.1 Appareillage

• Éléments de base : Source de lumière, modulateur, atomiseur, monochromateur, détecteur.

2.2.2 Techniques d’atomisation

• Nébulisation : Conversion de la solution en aérosol avant l’atomisation.
• Flamme : Type de mélange gazeux affectant température et effet oxydant/réducteur.
• Four en graphite : Meilleure sensibilité, même en atmosphère inerte.

2.2.3 Dosage

• Étalonnage externe : Comparaison des absorbances d’échantillons connus avec les absorbances inconnues.
• Ajouts dosés : Correction pour variations de matrice en ajoutant des quantités connues de l’élément.

2.2.4 Interférences

• Types d’interférences :
  • Chimiques : Formation d’oxydes.
  • Physiques : Changement de viscosité.
  • Spectrales : Superpositions de raies,

2.2.6 Applications

• Analyses médicales, toxicologie, pharmacie, environnement.

2.2.6.1 Applications médicales

• Contrôle des métaux dans les liquides biologiques (sang, urine).
• Dosage du Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺.

2.2.6.2 Toxicologie

• Mesures des métaux lourds dans divers échantillons.

2.2.6.3 Pharmacie

• Utilisée pour vérifier la concentration de métaux dans les solutions médicales.

2.2.6.4 Environnement

• Dosages de métaux dans l’eau, les sols, etc.