Cet article explique ce qu'est un spectrophotomètre, quelles sont ses caractéristiques et à quoi il sert. De plus, vous découvrirez les pièces d'un spectrophotomètre, les différents types de spectrophotomètres qui existent, et le fonctionnement de ce type d'instrument de mesure.
Qu'est-ce qu'un spectrophotomètre ?
Un spectrophotomètre est un instrument utilisé pour mesurer l'intensité de la lumière absorbée. Les spectrophotomètres sont utilisés pour déterminer l'intensité de la lumière absorbée par une substance.
Les spectrophotomètres utilisent les concepts de spectrophotométrie pour effectuer des mesures.
Un spectrophotomètre peut également être utilisé pour évaluer la couleur d'un objet. Les applications d'un spectrophotomètre sont pratiquement infinies, nous y reviendrons plus en détail ci-dessous.
De même, avec un spectrophotomètre, vous pouvez mesurer pratiquement n'importe quel type d'objet : liquides, plastiques, tissus, métal, papier… Bien que les solutions soient généralement analysées.
Un spectrophotomètre est l'union de deux instruments différents : le spectromètre et le photomètre. D'une part, le spectromètre est l'appareil qui produit de la lumière avec une longueur d'onde souhaitée et, d'autre part, le photomètre est chargé de mesurer l'intensité de la lumière absorbée par l'échantillon.
Parties d'un spectrophotomètre
Les composants d'un spectrophotomètre sont les suivants :
- Source lumineuse : une source lumineuse stable qui éclaire l’échantillon. Le spectrophotomètre évaluera ensuite la lumière absorbée par l'échantillon.
- Monochromateur : Il est utilisé pour obtenir une lumière monochromatique. La fonction du monochromateur est d'isoler les rayonnements de longueur d'onde souhaitée qui sont incidents ou réfléchis. Autrement dit, le monochromateur sépare le faisceau lumineux par longueurs d'onde et dirige la longueur d'onde souhaitée.
- Compartiment échantillon : c'est l'endroit où doit être placé l'échantillon à analyser. C’est donc le lieu où se produisent toutes les interactions entre la matière et la lumière.
- Détecteur : c'est la partie qui capte le rayonnement électromagnétique de l'échantillon pour son analyse.
- Photodétecteurs : Ce composant n'est généralement inclus que dans les photomètres les plus modernes. Ils disposent de photodétecteurs pour mieux percevoir la lumière et réduire le temps de mesure.
Types de spectrophotomètres
Une fois que nous avons vu la définition d'un spectrophotomètre et quelles sont les parties de cet instrument de laboratoire, les différents types de spectrophotomètres sont présentés ci-dessous :
- Spectrophotomètre à faisceau unique – Dans ce type de spectrophotomètre, la lumière passe directement de l'échantillon au détecteur. L’avantage de ces spectrophotomètres est qu’ils sont très simples et peu coûteux.
- Spectrophotomètre à faisceau divisé – La lumière émise est divisée en deux chemins. Une partie passe par le monochromateur, puis par l'échantillon et enfin par le détecteur. L’autre partie va directement au détecteur et sert à corriger les variations de lumière.
- Spectrophotomètre à double faisceau : contrairement à la classe précédente de spectrophotomètre, dans ce cas la lumière n'est pas divisée en deux, mais plutôt deux faisceaux de lumière sont émis. Chaque faisceau lumineux possède son propre détecteur. Un faisceau lumineux est émis vers l'échantillon et l'autre vers la référence.
- Spectrophotomètre d'absorption atomique : Dans le fonctionnement de ce type de spectrophotomètre, les longueurs d'onde du spectre du rayonnement électromagnétique sont prises en compte. Il est fréquemment utilisé pour analyser la couleur des peintures.
- Spectrophotomètre d'absorption moléculaire (ou spectrophotomètre UV-Visible) – Mesure la lumière traversant le milieu de l'échantillon et la compare à l'intensité qu'elle avait avant de traverser l'échantillon.
Comment fonctionne un spectrophotomètre
Pour faire fonctionner un spectrophotomètre, les étapes suivantes doivent être effectuées :
- Calibrez le spectrophotomètre. Normalement, le fabricant fournit un échantillon avec lequel le spectrophotomètre peut être calibré. En fonction des caractéristiques du spectrophotomètre, il peut être calibré de temps en temps, bien qu'il soit recommandé de le calibrer avant chaque mesure pour s'assurer que la mesure est correcte.
- Nettoyer l'échantillon à étudier. Pour éviter que la saleté n'interfère avec la mesure, l'échantillon doit être nettoyé avant l'analyse.
- Introduire l'échantillon dans le spectrophotomètre. Autrement dit, placez l’échantillon à l’intérieur du spectrophotomètre et fermez le couvercle.
- Le spectrophotomètre analysera l'échantillon. Nous laissons un certain temps au spectrophotomètre pour analyser l'échantillon, puis il fournira la valeur mesurée.
La vidéo suivante explique toutes les étapes à suivre pour faire fonctionner un spectrophotomètre :
Utilisations du spectrophotomètre
Dans cette dernière section, nous verrons quelles sont les applications du spectrophotomètre, puisqu'il peut être utilisé à de nombreuses fins différentes.
Le spectrophotomètre est un appareil largement utilisé en chimie pour analyser les propriétés d'une substance. Par exemple, il peut être utilisé pour comparer les caractéristiques photométriques de deux solutions différentes. De même, le spectrophotomètre est utilisé pour analyser une réaction chimique.
L'utilisation du spectrophotomètre est également très courante dans les laboratoires. Par exemple, dans les laboratoires de microbiologie, un spectrophotomètre est utilisé pour analyser les micro-organismes présents dans un échantillon. Ou encore, dans un laboratoire médical, un spectrophotomètre peut être utilisé pour examiner un échantillon de sang.
Les spectrophotomètres sont également utilisés pour analyser les couleurs d'un matériau. Par exemple, un spectrophotomètre peut être utilisé pour évaluer la peinture d'une voiture afin de déterminer si la couleur correspond à l'original ou si elle a été endommagée et repeinte dans une couleur similaire.