Absorption atomique

Exercices
• Exercice 1: Calculer la fréquence en hertz et le nombre d'onde en cm-1
correspondant aux longueurs d'onde suivantes:
10cm, 10mm et 300nm.
• Exercice 2: la spectrométrie atomique nécessite de travailler à haute
température où les atomes sont suffisamment stables.
Comparer le nombre d'atomes de Na susceptibles d'émettre la raie jaune
à 589nm, au nombre d'atomes susceptibles de l'absorber à 2500K
(température d'une flamme). Même question à 5000K (température d'un
plasma. .
On prendra Pj/Pi=2, l'indice j étant celui du niveau d'énergie le plus élevé.
• Exercice 3: Entre 500 et 2000ppm d'uranium, la relation entre
l'absorbance à 315.5nm et la concentration est linéaire. Pourquoi la
relation est non-linéaire (a) en dessous de 500ppm et (b) en dessus de
2000ppm?
Exercice 4:
Un échantillon de 500ml de sang est traité par de l’acide trichloracétique pour y précipiter les protéines.
Après centrifugation, la solution résultante est amenée à pH=3 et extraite par deux portions de 5mL
d’isobutylméthylcétone contenant de l’APDC qui complexe le plomb. L’extrait est aspiré directement dans
une flamme air-acétylène et présente une absorbance de 0.502 à 283.3 nm. Des prises de 5mL de
solutions étalons contenant 0.400 et 0.600 ppm de plomb sont traitées de la même manière et donnent des
absorbances de 0.396 et 0.599. Calculez la teneur en plomb (ppm) dans l’échantillon en admettant que la
loi de Beer-Lambert est respectée.
Exercice 5: Le sodium contenu dans une série d’échantillon de ciment a été dosé par spectroscopie
d’émission de flamme. Le photomètre a été étalonné à l’aide d’une série de solutions contenant 0, 20.0,
40.0, 60.0 et 80.0 g/mL de Na2O. Les valeurs affichées par l’appareil sont 3.1, 21.5, 40.9, 57.1 et 77.3
1.Tracez le graphique
2.Ecrivez la droite des moindres carrés obtenue
3.Calculez les écarts types de la pente et de l’ordonnées à l’origine pour la droite obtenue en b)
4.Les données suivantes ont été obtenues pour des prises de 1.00g de ciment dissoutes dans HCl et diluées
jusqu’à 100mL après neutralisation.
Calculez le pourcentage de Na2O dans chaque échantillon. Quel sont les écarts-types absolus et relatifs sur la
moyenne de chaque dosage ?
Prise 1
Prise 2
Prise 3
Blanc
5.1
4.8
4.9
Intensité d’émission
Echantillon A
28.6
28.2
28.9
Echantillon B
40.7
41.2
40.2
Echantillon C
73.1
72.1
renversé
Exercice 6: Etude du calcium contenu dans des particules en suspension dans l'eau de mer.
Après traitement l'échantillon est sous forme aqueuse . Il contient environ 0.3 mg/mL de calcium. Les autres
constituants en solution ne donnent pas lieu à des interférences.
Les conditions opératoires sont le suivantes:
- prise d'essai 10 mL
-Programme de température
La limite de détection est exprimée en quantité minimale détectable dans les conditions ci-dessus de 10-12 g de
calcium.
Phase n°
1
2
3
4
refroidissement
Temp (°C)
105-110
1200
2400
2700
Durée de la rampe (s)
10
5
1
2
Durée du palier (s)
10
1
5
4
Examen 2013
Exercice 1. On dose une solution inconnue de potassium par la méthode des ajouts dosés. On prépare les solutions suivantes
:
Indication
volume de solution volume de solution d'ajout à
eau
du
inconnue
500ppm K+
photomètre
25 mL
0
qsp 50 mL 16 divisions
25 mL
1 mL
qsp 50 mL 32 divisions
25 mL
2 mL
qsp 50 mL 51 divisions
Quelle est la concentration de la solution inconnue ?
Exercice 2. Dosage du lithium par spectrophotométrie d’absorption atomique
L’élément Lithium est utilisé dans le traitement de certaines psychoses. Les doses thérapeutiques s’échelonnent entre 3,45 et
10,35 mg.L-1 dans le sérum sanguin. Des effets toxiques sont observés au delà de 10,35 mg.L-1 Comme les doses
thérapeutiques sont proches des doses toxiques, la détermination de la concentration en lithium du sérum est donc essentielle.
Afin d’effectuer des dosages spectrophotométriques par étalonnage, une solution mère est utilisée pour la réalisation d’une
gamme étalon avec des concentrations comprises entre 0 et 10 mg.L-1 en ion lithium.
1.1 - Calculer la masse de cristaux de chlorure de lithium LiCl à prélever afin de préparer un litre d’une solution S de chlorure de
lithium de concentration massique Cm (Li+) = 10 mg.L-1 en ion lithium.
1.2 - Écrire le protocole expérimental pour la préparation d’un litre de cette solution S.
2.2 - L’élément lithium est dosé à l’aide d’un photomètre d'absortion atomique . Donner le schéma légendé des principaux
éléments de cet appareil et expliquer son principe.
2.3 - On dispose d’une courbe d’étalonnage (document 1) donnant l’intensité lumineuse émise en fonction de la concentration
massique en ion lithium d’une solution de chlorure de lithium. Pour le sérum sanguin, on lit une absorbance égale à 5,1.
2.3.1 - En déduire la concentration massique en lithium du sérum sanguin.
2.3.2 - Préciser si le seuil de toxicité est dépassé ou non.
M Li = 6.9 g/mol
M Cl= 35.5g/mol
Document 1
Examen 2011
La concentration en manganèse dans un minerai est recherchée. Pour cela, après dissolution
de 50mg de minerai dans 10mL de d'acide fluorhydrique HF, 10-µL de cet échantillon sont
introduits dans le passeur d'échantillons d'un spectromètre d'absorption atomique équipé d'un
four en graphite. La méthode des ajouts dosés est utilisée, avec une solution standard de
manganèse de concentration 25µg/L. Les mesures d'absorbance données par le spectromètre
à 279,5nm sont regroupées dans le tableau ci dessous :
a) Calculer la concentration en Mn ajouté pour les 4 ajouts en µg/L.
b) Calculer la teneur en Manganèse de cet échantillon
Absorbance
Volume ajouté
de Mn en µL
Volume de
diluant en µL
Echantillon
0,040
0
10
Ajout 1
0,075
2
8
Ajout 2
0,110
4
6
Ajout 3
0,139
6
4
Ajout 4
0,177
10
0
Absorption atomique
Absorption atomique à atomisation électrothermique : Exercices
Nous allons étudier le mode opératoire suivant pour le dosage du calcium contenu dans
des particules en suspension dans l'eau de mer.
Après traitement l'échantillon à a analyser est sous forme d'une solution aqueuse qui
contient environ 0,3 mg.mL-1 de calcium, et quelques autres éléments en plus faible
teneur ne donnant pas lieu à interférences.
Les conditions sont les suivantes :
- prise d'essai de 10 mL
- programme de température :
phase n° température en °C durée de rampe* en s durée de palier en s 1 105-110 10 10 2
1200 5 10 3 2400 1 5 4 2700 2 4 refroidissement*durée nécessaire pour atteindre le
palier
La limite de détection est, exprimée en quantité minimale détectable dans les
conditions ci-dessus, de 10-12g de calcium.
1 - Que se passe t'il lors de la phase n°1?
2 - Nommer la phase n°2, que s'y passe t'il ?
3 - Que se passe t'il lors de la phase n°3?
4 - Quel est le gradient de température pour passer du palier 2 au palier 3. Pourquoi est-il
si élevé ?
Absorption atomique
5 - Que se passe t'il lors de la phase n°4?
6 - Si la température de l'étape n°3 est fixée à 2200°C l'absorbance du pic est divisée par
deux. Pourquoi ?
7 - Quel autre paramètre du programme de température peut influer sur l'absorbance du
pic?
8 - Quelle est la concentration, dans les conditions ci-dessus à la limite de détection ?
Comparer à la limite de détection annoncée en SAAF : 0,002mg.mL-1
Si on faisait l'analyse du calcium dissous dans l'eau de mer, directement un échantillon
d'eau de mer convenablement dilué, il faudrait envisager l'utilisation d'un accessoire
instrumental et/ou ajouter un réactif à la solution à analyser,
9 - Quel est le phénomène mis en jeu ?
10 - Quel est le rôle du réactif ajouté ? Comment le nomme t'on ?

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