Facteurs responsables de la qualité des eaux

Facteurs responsables de la qualité des eaux

LA SPECTROMETRIE PAR ABSORPTION 

La spectrométrie par absorption permet de doser une soixantaine d’éléments chimiques à l’état de traces (quelques mg/litre). L’analyse se base sur l’absorption de photons par des atomes à l’état fondamental, et on utilise à cet effet en général des solutions.
La méthode est :
• Quantitative.
• Relative : il faut donc faire une courbe d’étalonnage.
• les concentrations doivent être à l’échelle de traces afin de rester dans ledomaine de linéarité de la loi de Beer-Lambert.• l’aspect non qualitatif de la technique impose la connaissance des éléments àdoser afin de choisir la source adaptée.

Principe de fonctionnement Dans le cas particulier de l’absorption atomique, on étudie les absorptions de lumière par l’atome libre, c’est-à-dire lorsque celui-ci voit son énergie varier au cours d’un passage d’un de ses électrons d’une orbite électronique à une autre ; de l’état fondamentale à l’état excité. Cette technique consiste à chauffer l’échantillon liquide entre 2000 et 3000 °C pour le mettre sous forme de gaz à l’état atomique, ensuite faire traverser le nuage atomique par un faisceau lumineux pour mesurer une absorption, cette absorption nous permet de connaitre les concentrations des éléments que l’on a décidé de doser.

LOI DE BEER LAMBERT

L’intensité de l’absorption dépend directement du nombre de particules absorbant la lumière selon la loi de Beer Lambert selon laquelle l’absorbance est proportionnelle au coefficient d’absorption spécifique α, au trajet optique l et à la concentration c. Abs=log (I0/I) =α c l

I = intensité après absorption par les atomes Io = intensité initiale de la source lumineuse

INSTRUMENT Les différents éléments d’un spectrophotomètre d’AA : une source lumineuse (λ caractéristique de l’élément à doser). un système pour moduler le rayonnement provenant de lasource. un atomiseur (production d’un nuage d’atomes à l’état fondamental).
un monochromateur (fixé sur λ). un détecteur.

Source lumineuse (lampe à cathode creuse)

Le rôle de la source primaire est de produire une radiation lumineuseà la longueur d’onde caractéristique de l’élément à doser. Les photons émis à cette longueur d’onde caractéristiquepourront être absorbés dans l’atomiseur par la raied’absorption. La source lumineuse la plus répandue est la lampe à cathode creuse, elle est constituée : • d’un tube en verre d’une vingtaine de centimètres de long et de3 à 5 cm de diamètre, fermé à l’extrémité par une fenêtre de quartztransparente aux UV • d’une anode (en W, Ni) • d’une cathode cylindrique en forme de petit godet(environ 1 cm de profondeur et 3 à 5 mm de diamètre) • la lampe est remplie d’un gaz inerte comme l’Ar on le Ne sous pression de quelques mm de Hg.
NB : Le fond de la cathode est usiné en l’élément que l’on veut doser, ou recouvert de l’élément ou d’un alliage de celui-ci.
Principe de fonctionnement : Lorsqu’on applique une différence de potentiel de quelques volts entre les deux électrodes, une décharge s’établit. Le gaz rare est alors ionisé et ces ions bombardent alors la cathode, arrachant des atomes à celle-ci. Ces atomes sont donc libres et sont excités par chocs : il y a émission atomique de l’élément constituant la cathode creuse.
Nébuliseur Le nébuliseur a pour rôle de pulvériser la solution à analyser sous forme de petite gouttelettes formant ainsi un nuage homogène qui va passer par la suite au brûleur.

Atomiseur (flamme) L’aérosol pénètre dans le brûleur puis dans la flamme. Au bout d’un certain parcours au seuil de la flamme, le solvant de la gouttelette est éliminé, il reste les sels ou particules solides qui sont alors fondus, vaporisés puis atomisés. L’atomisation permet d’avoir des atomes à l’état fondamental qui peuvent absorber les photons provenant de la source. La flamme a une forme laminaire, mince (1 mm) et longue (5 à 15 cm).

Monochromateur La lumière qui quitte la source n’est pas monochromatique, le spectre de raies contient : • les raies de l’élément à doser, • les raies du gaz de remplissage, • les raies d’éventuelles impuretés, • les raies de l’atomiseur (flamme).
Le rôle du monochromateur consiste à éliminer toute la lumière, quelle que soit son origine, ayant une longueur d’onde différente de celle à laquelle on travaille.

Détecteur Le détecteur mesure les intensités lumineuses nécessaires au calcul des absorbances. Les différents signaux à traiter sont : • intensité incidente I0 • intensité émise par l’atomiseur E • intensité émergente I + E.

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Table des matières

Introduction
Présentation de l’ONEP
Chapitre Ι : Description des procèdes de traitement
Ι-Prétraitement des eaux
ΙΙ-Traitement de l’eau brute
Chapitre ΙΙ : Facteurs responsables de la qualité des eaux
Ι-Facteurs physico-chimiques
ΙΙ-Facteurs chimiques
Chapitre ΙΙΙ : Analyse par spectrométrie d’absorption atomique à flamme
Ι-Introduction
ΙΙ-Principe de fonctionnement
ΙΙΙ-Loi de Beer Lambert
ΙV-Instrumentation
1-source lumineuse
2-nebuliseur
3-atomiseur
4-monochromateur
5-détecteur
V-Interférences
1-interférences spectrales
2-interférences chimiques
3-interférences physiques
VΙ-Dosage du Manganèse et du Zinc par SAA à flamme
1-Introduction
2-prélevement et conservation
3-conditions instrumentales
4-mode opératoire
5-contrôle de la qualité analytique
6-étalonnage
7-mesures et résultats
8-interprétation des résultats
9-techniques d’élimination du Manganèse
10-techniques d’élimination du Zinc
CONCLUSION
ANNEXES

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