QCM : Spectrométrie d’absorption atomique (22 questions)

Explication

La longueur d’onde absorbée ou émise est caractéristique de chaque élément et sert à son identification et à sa quantification. L’intensité seule ne remplace pas cette signature, l’abondance ne détermine pas l’identité de la raie, et le chauffage relève de la préparation de l’échantillon.

Explication

L’absorption atomique et l’émission de flamme sont des techniques mono-élémentaires très sensibles, capables d’analyser plus de 70 éléments, parfois à l’état de traces. Une méthode multiélémentaire ne correspond pas au caractère mono-élémentaire, et l’analyse à l’état de traces est bien possible.

Explication

En absorption atomique, les atomes libres absorbent un rayonnement provenant d’une lampe contenant l’élément analysé. L’émission de flamme repose plutôt sur le rayonnement émis par des atomes excités qui reviennent à l’état fondamental; l’atomiseur sert à former des atomes libres.

Explication

Le chauffage à plusieurs milliers de degrés dans une flamme ou un four en graphite forme un gaz d’atomes libres, nécessaire aux mesures atomiques. L’excitation électronique et la sélection des longueurs d’onde ne remplacent pas cette étape d’atomisation.

Explication

La relation $E=\frac{hc}{\lambda}$ montre que l’énergie est inversement proportionnelle à la longueur d’onde : si celle-ci double, l’énergie est divisée par deux. Une énergie plus élevée correspond à une longueur d’onde plus courte, et non plus longue.

Explication

La loi donne $A=\varepsilon lc$, donc $A=(2{,}0\times10^3)(1{,}0)(3{,}0\times10^{-4})=0{,}60$. Les valeurs proposées reflètent respectivement l’omission d’un facteur, l’omission de la concentration et une confusion entre concentration et trajet optique.

Explication

Pour un élément et une raie donnés, l’intensité vérifie $I_e=k'C$ : doubler $C$ double donc $I_e$ dans le domaine linéaire. Le carré, la relation inverse et l’absence de variation résultent de relations qui ne sont pas celles de l’émission de flamme.

Explication

La source doit fournir une raie propre à l’élément analysé, avec une intensité élevée et une faible largeur spectrale, afin que le rayonnement puisse être absorbé par ses atomes. Une raie large ou faible manque l’un de ces critères, tandis qu’une raie d’un autre élément ne correspond pas à l’analyte.

Explication

Les électrons ionisent le gaz rare; ses cations frappent ensuite la cathode et en éjectent des atomes métalliques excités, dont le retour à l’état fondamental produit l’émission spécifique. L’inversion des rôles entre électrons et cations, l’intervention du rayonnement de l’analyte et l’émission attribuée au gaz ne décrivent pas cette chaîne.

Explication

En absorption atomique, l’atomiseur peut être une flamme ou un four en graphite; en émission de flamme, la flamme assure à la fois l’atomisation et l’excitation. Attribuer l’excitation à la flamme en absorption ou au four en graphite en émission confond les rôles propres à chaque mode.

Explication

La solution est aspirée puis nébulisée; la chambre sélectionne les gouttes fines avant leur mélange aux gaz et leur acheminement vers le brûleur. Mélanger les gaz avant la sélection, brûler dans la chambre ou inverser aspiration et nébulisation confond les étapes du procédé.

Explication

En absorption, une flamme laminaire, mince et longue allonge le chemin optique et augmente les rencontres entre photons et atomes. La forme conique relève de l’émission, tandis que les autres dimensions proposées inversent ou réduisent les dimensions utiles.

Explication

La flamme air-acétylène, d’environ 2500 °C, est la plus couramment utilisée; l’acétylène est le combustible principal et l’air le comburant usuel. Le propane ou l’hydrogène peuvent servir de combustibles, mais ne constituent pas la combinaison la plus courante indiquée.

Explication

L’échantillon liquide est placé dans une nacelle à l’intérieur du tube de carbone, chauffé directement par effet Joule tandis qu’un flux de gaz réglable le parcourt. Un chauffage par flamme, une nacelle hors du tube ou l’absence de flux ne correspond pas à cette configuration.

Explication

Le four en graphite peut atteindre une température voisine de 3000 K et retient les atomes dans le chemin optique un peu plus longtemps que la flamme. Les distracteurs modifient l’unité ou la valeur de température, ou inversent la comparaison de rétention.

Explication

La GFAA offre une sensibilité supérieure à celle de l’atomisation à la flamme et des limites de détection de l’ordre de quelques parties par milliard. Dire que la flamme est plus sensible inverse la comparaison; le ppm correspond à une concentration plus élevée que le ppb.

Explication

Le monochromateur, placé après l’atomiseur, isole la longueur d’onde spécifique de l’élément parmi les différentes raies présentes. L’atomiseur produit les atomes, le photomultiplicateur détecte le signal et la lampe fournit la lumière.

Explication

Le dispositif utilise un photomultiplicateur pour détecter le signal lumineux. Le monochromateur sélectionne la longueur d’onde, tandis que la lampe et l’atomiseur assurent respectivement l’émission et l’atomisation.

Explication

La diffusion de la lumière par des particules dans l’atomiseur est une origine d’interférence spectrale, aussi appelée absorption non spécifique. La volatilisation incomplète et la formation de composés stables relèvent des interférences chimiques, tandis que la viscosité est une propriété physique de la solution.

Explication

Une interférence spectrale déplace la droite d’étalonnage en modifiant son ordonnée à l’origine, sans modifier sa pente. Une variation de pente correspond plutôt à l’effet multiplicatif associé aux interférences chimiques.

Explication

Les interférences chimiques altèrent la densité de vapeur atomique ou sa vitesse de formation, notamment par volatilisation incomplète ou dissociation insuffisante. La diffusion lumineuse relève des interférences spectrales, tandis que les propriétés de transport de la solution caractérisent les interférences physiques.

Explication

Les interférences physiques proviennent notamment de la viscosité, de la tension superficielle ou de la volatilité du solvant et peuvent affecter le transport et la nébulisation. Les interférences chimiques altèrent la formation de vapeur atomique, tandis que les interférences spectrales perturbent la mesure optique.