Photométrie et réflectométrie
La photométrie est la mesure de la lumière absorbée dans les domaines ultraviolet (UV), visible (VIS) et infrarouge (IR). Cette mesure est utilisée pour déterminer la quantité d'un analyte dans une solution ou un liquide d' . Les photomètres utilisent une source lumineuse spécifique et des détecteurs qui convertissent la lumière traversant une solution échantillon en un signal électrique proportionnel. Ces détecteurs peuvent être, par exemple, des photodiodes, des photorésistances ou des photomultiplicateurs. La photométrie utilise la loi de Beer-Lambert pour calculer les coefficients obtenus à partir de la mesure de la transmittance. Une corrélation entre l'absorbance et la concentration de l'analyte est ensuite établie par une fonction d'étalonnage spécifique au test afin d'obtenir des mesures très précises.
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Photométrie
La photométrie est une analyse quantitative largement utilisée dans les laboratoires de recherche pour déterminer les quantités de composés inorganiques et organiques dans les solutions et autres liquides. La photométrie a également de nombreuses applications industrielles dans la détermination des contaminants dans l'eau potable et les eaux usées, l'analyse des nutriments dans les échantillons de sol, d'aliments et de boissons, la composition des matériaux de construction et de nombreux autres domaines.
Construction et fonctionnement d'un photomètre
Les composants d'un photomètre classique comprennent une source lumineuse, un monochromateur, un échantillon et un détecteur. Les sources lumineuses peuvent être des lampes halogènes au tungstène (généralement la source de lumière utilisée pour les analyses dans le domaine de la lumière visible) ou des LED. Pour les mesures dans le domaine UV-visible, une lampe flash au xénon peut être utilisée. Le monochromateur filtre la lumière émise par la source lumineuse afin de ne laisser passer qu'un spectre très étroit. La lumière traverse ensuite la cuvette ou la cellule de mesure. En fonction de la quantité d'analyte (ou d'un colorant dérivé de celui-ci) présente dans la solution échantillon, une partie de la lumière est absorbée par la solution et le reste est transmis. La lumière transmise est dirigée vers les détecteurs, qui produisent un courant électrique proportionnel à l'intensité lumineuse.
Loi de Beer-Lambert
La loi de Beer-Lambert, également connue sous le nom de loi de Beer, stipule que la quantité de lumière absorbée par un échantillon est directement proportionnelle à la concentration de l'analyte présent et à la longueur du trajet de la lumière à travers l'échantillon. Dans ce contexte, le terme « échantillon » désigne soit l'analyte lui-même (mesure directe), soit un colorant dérivé de l'analyte (lorsqu'on utilise des réactifs ou des kits). Cette relation est décrite par la formule suivante :
A = elc |
où |
A = absorbance de l'échantillon |
Le spectrophotomètre mesure l'intensité de la lumière avant et après son passage à travers une solution et la relie à la transmittance (T) à l'aide de l'équation suivante : |
Transmittance (T) =It/Io |
It etIo sont respectivement l'intensité de la lumière après et avant son passage à travers la solution. La transmittance est liée à l'absorbance par l'équation suivante : |
Absorbance (A) = −log(T) |
Réflectométrie
La réflectométrie (également appelée photométrie de rémission) est une technique d'analyse non destructive qui utilise la réflexion de la lumière par les surfaces et les interfaces pour mesurer des caractéristiques telles que l'intensité de la couleur, l'épaisseur du film et l'indice de réfraction.
Comme pour les autres photomètres, les principaux éléments des réflectomètres comprennent une source lumineuse, généralement des LED longue durée de longueurs d'onde spécifiques qui sont focalisées sur la surface d'un échantillon via un système de lentilles, et la lumière réfléchie est mesurée par des détecteurs.
Les réflectomètres sont souvent conçus pour mesurer les caractéristiques physiques des surfaces, telles que les changements de couleur sur une bandelette réactive. Dans cette approche, un échantillon peut être placé sur une bandelette réactive et sa valeur de remission (REM) peut être comparée à des contrôles et des normes appropriés. Comme en photométrie, la différence d'intensité entre la lumière émise et la lumière réfléchie permet une détermination quantitative de la concentration d'analytes spécifiques.
La réflectométrie est couramment utilisée dans les applications industrielles comme méthode rapide et sensible pour quantifier une grande variété de paramètres organiques et inorganiques dans l'eau, les aliments, les boissons et les échantillons environnementaux, ainsi que pour d'autres utilisations diverses telles que l'analyse de surface des matériaux de construction et la quantification de la couleur de la peau.
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