Les spectromètres sont des instruments scientifiques utilisés pour identifier ou confirmer les espèces chimiques, la structure chimique ou la concentration de substances dans un échantillon. Il existe de nombreux types de spectromètres, avec de nombreuses variations et modifications possibles qui peuvent spécialiser ou étendre l'utilité d'un instrument. Dans la plupart des cas, un échantillon soumis à une analyse spectrométrique doit être assez pur pour éviter les résultats confus.
Matière et énergie
La spectrométrie est basée sur les interactions entre la matière et l'énergie. Un échantillon stimulé avec un type spécifique d'énergie répondra d'une manière qui est caractéristique de l'échantillon. Selon la méthode, un échantillon réagit à un apport d'énergie en absorbant de l'énergie, en libérant de l'énergie ou peut-être même en subissant un changement physique permanent. Si un échantillon ne donne aucune réponse dans un instrument particulier, il y a aussi des informations dans ce résultat.
Colorimètres
Dans un colorimètre, un échantillon est exposé à une seule longueur d'onde de lumière, ou est balayé avec beaucoup de différentes longueurs d'onde de lumière. La lumière est dans la bande visible du spectre électromagnétique. Les liquides colorés réfléchissent, transmettent (laissent passer) ou absorbent différentes couleurs de la lumière à différents degrés. La colorimétrie est utile pour déterminer la concentration d'une substance connue en solution, en mesurant la transmittance ou l'absorbance d'un échantillon à une longueur d'onde fixe et en comparant le résultat à une courbe d'étalonnage. Un scientifique produit la courbe d'étalonnage en analysant une série de solutions étalons de concentration connue.
Spectromètres UV
La spectroscopie ultraviolette (UV) fonctionne sur un principe similaire à celui de la colorimétrie, sauf qu'elle utilise les ultraviolets. lumière. La spectroscopie UV est également appelée spectroscopie électronique, car les résultats dépendent des électrons dans les liaisons chimiques du composé de l'échantillon. Les chercheurs utilisent des spectromètres UV pour étudier la liaison chimique et déterminer les concentrations de substances (acides nucléiques par exemple) qui n'interagissent pas avec la lumière visible. Spectromètres atomiques Les spectromètres atomiques sont utilisés pour trouver l'élémentaire composition des échantillons et de déterminer les concentrations de chaque élément. Il existe deux types de spectromètres atomiques: l'émission et l'absorbance. Dans les deux cas, une flamme brûle l'échantillon, le décomposant en atomes ou en ions des éléments présents dans l'échantillon. Un instrument d'émission détecte les longueurs d'onde de la lumière libérée par les atomes ionisés. Dans un instrument à absorbance, la lumière de longueurs d'onde spécifiées passe à travers les atomes sous tension vers un détecteur. Les longueurs d'onde des émissions ou des absorbances sont caractéristiques des éléments présents. Spectromètres de masse Les spectromètres de masse sont utilisés pour analyser et identifier la structure chimique des molécules, en particulier les grandes et les complexes. Un échantillon est injecté dans l'instrument et ionisé (chimiquement ou avec un faisceau d'électrons) pour éliminer les électrons et créer des ions chargés positivement. Parfois, les molécules de l'échantillon sont brisées en plus petits fragments ionisés dans le processus. Les ions passent à travers un champ magnétique, amenant les particules chargées à suivre un chemin incurvé pour frapper un détecteur à différents endroits. Les particules plus lourdes suivent un chemin différent de celui des particules plus légères, et l'échantillon est identifié en comparant le résultat à celui produit par des échantillons standard de composition connue.
