Parc Instrumental

ICP-OES(1) ARCOS  FHX22 (AMETEK Spectral)

Le principe de spectrométrie d’émission optique à source plasma à coulage inductif est le suivant [1], [2], [3], [4], [5], [6]. L’échantillon liquide est aspiré par une pompe péristaltique jusqu’au nébuliseur. Le flux d’argon du nébuliseur crée un brouillard dans la chambre de nébulisation. Les gouttelettes sont alors différentiées par gravité, les plus grosses sont évacuées dans la partie basse de la chambre tandis que  les plus fines (Æ < 10 µm),  légères montent vers le plasma. Sous l’effet de l’énergie calorifique du plasma (8 000 °C à 10 000 °C) cet aérosol est déshydraté, puis les particules sont décomposées, dissociées enfin les atomes sont excités (saut d’un électron vers une couche plus externe), puis ionisés (perte d’un électron). Ce sont les électrons optiques qui migrent. Situés sur les sous couches électroniques les plus externes, ils sont davantage mobiles.  Pour revenir à leur état stable les atomes émettent une partie de l’énergie fournie par le plasma sous forme de lumière [7], [8]. On parlera d’une raie d’ordre I pour un atome excité M* et une raie d’ordre II pour un atome une fois ionisé M+* (p.ex Mg II 280,2 nm). La puissance du plasma ICP n’est pas suffisante pour observer des raies d’ordre III (atome doublement ionisé M++*). La lumière est focalisée jusqu’au spectromètre optique qui la difracte et mesure l’intensité des longueurs d’onde du spectre [9]. L’intensité des raies est proportionnelle à la concentration de l’élément. En routine, une calibration externe par des standards de concentrations connues permet de remonter aux concentrations inconnues dans les échantillons.

Les singularités de l’ARCOS résident dans :

  • Son spectromètre optique qui assure l’acquisition simultanée de l’ensemble du spectre : Le montage optique de type de Paschen-Runge, deux réseaux concaves dispersent la lumière sur le cercle de Rowland tapissé de capteurs CCD. Toutes des longueurs d’ondes sont mesurées simultanément dans les mêmes conditions opératoires, avec une résolution spectrale constante. Le volume analysé est indépendant du nombre de longueurs d’onde mesuré.  
  • Son spectromètre optique est celé sous atmosphère d’argon : cela minimise la consommation d’argon (pas de balayage permanant) et permet une détection dans le bas UV (125 -160 nm) en supprimant le bruit de fond spectral de l’oxygène.
  • L’observation du plasma pouvant basculer de radiale, à axiale avec une interface refroidie par air : pas de système de refroidissement supplémentaire pour l’interface axial type chiler nécessitant une maintenance.
  • Une puissance du plasma qui peut monter jusqu’à 2 000 W : en puissance de confort, 1 500 W à 1 600 W, l’usure du générateur du plasma est moindre.  
Arcos ICP-OES

Bibliographie :

[1] GREENFIELD (S.), Mc GEACHIN (H.McD.) et SMITH (P.B.). – Talentala 22, 1, p. 1 et 553 (1975); 23, 1 (1976).

[2] BARNES (R.M.). – C.R.C. Crit. Rev. Anal. Chem. 7, p. 203 (1978).

[3] BOUMANS (P.W.J.M.). – Inductively coupled plasma spectroscopy, part I et II. John Wiley and Sons, New York (1987).

[4] Montaser, A., & Golighty, D. W. (1992). Inductively Coupled Plasmas in Analytical Atomic Spectrometry, 2nd Revised and Enlarged Edition.

[5] Nölte, J. (2003). ICP Emission Spectrometry a pratical Guide (Wiley).

[6] Mermet, Jean-michel, Paucot, H., & Frayret, J. (2012). ICP-OES : couplage plasma induit par haute fréquence – spectrométrie optique. Techniques de l’Ingénieur, (P2719 V2), 1–24.

[7] Petit, A. (1999). Théorie des spectres atomiques. Techniques de l’ingénieur. Fondamentaux de l’optique, (P 2 655), 1–22.

[8] Petit, A. (2017). Constantes des spectres atomiques. Techniques de l’Ingénieur, (K 1000), 1–38.

[9] Mermet, JM. (2002). Systèmes dispersifs en spectrométrie atomique. Techniques de l’ingénieur. Fondamentaux de l’optique, (P 2 660), 0–12.

(1)ICP-OES : spectrométrie optique d’émission atomique à source plasma à couplage inductif.

ICP-MS(2) NeXION 320D (Perkin Elmer)

ICP-MS Perkins 320D