Chapitre III : DETERMINATION DES METAUX LOURDS DANS L’EAU DE ROBINET
2. Méthodes
2.3. Analyse par spectrophotométrie d’absorption atomique en
2.3. Analyse par spectrophotométrie d’absorption atomique en flamme
⇒ Préparation de la gamme standard
solutions mères.
Solution mère de zinc à 100mg/l
Sulfate de zinc…………. 0, 439 g
Acide chlorhydrique …… 2 ml
Eau distillée QSP……… 1000 ml
Solution commerciale de fer à 1000mg/l MERCK*
A partir de ces solutions, des dilutions successives ont été préparées. Une gamme de quatre dilutions de 0,5 - 5mg/l de zinc a été préparée (Tableau 7).
Tableau 7: Gamme d’étalonnage du zinc
Blanc I II III IV Solution à 100 mg/l 0 0,5 1 2 5 Eau distillée QSP 100 100 100 100 100 Acide nitrique 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Concentration de zinc (ppm) 0 0,5 1 2 5 ⇒ Procédure analytique
Les échantillons sont nébulisés puis atomisés dans une flamme air-acétylène. L’absorbance mesurée est fonction de la population d’atomes présents. Les longueurs d’onde de travail sont :
Fer………. 248,3 nm
Les absorbances (DO) correspondantes à chaque concentration de la gamme d’étalonnage nous ont permis de tracer les droites d’étalonnages utilisées pour la détermination des teneurs en fer et en zinc des échantillons.
2.4. Analyse par spectrophotométrie d’absorption à four graphite
Une goutte de solution de 40 µl est déposée dans une cuvette contenue dans le four en graphite. L’échantillon est désolvaté/séché à environ 100 °C, pyrolysé/calciné de manière à éliminer la matrice, puis atomisé. L’absorbance est déterminée après excitation avec une lampe à cathode creuse de longueur d’onde spécifique de l’élément à doser. La SAA-FG a été utilisée pour la détermination des teneurs en cuivre et en plomb. Les longueurs d’onde de travail sont :
Plomb………283,3 nm
Cuivre …………...324,7 nm
L’analyse du plomb se fait en général suivant le programme thermique présenté au tableau 8.
Tableau 8 : Programme thermique du dosage du plomb 105
Etapes
Température de travail (°C)
Temps (s) Rampe (°C/s) Flux d’argon (L/min)
Séchage 100 20 10 3
Etape
Etape de
calcination Calcination 800 20 40 2
Etape
d’atomisation Atomisation 1200 3 0 0
Nettoyage 1700 10 500 3
L’étape d’évaporation comme son nom l’indique permet l’évaporation de l’eau contenue dans la matrice.
L’étape de calcination ou pyrolyse permet d’éliminer toute la matière organique.
L’étape d’atomisation permet le passage à l’état d’atomes des molécules de l’analyte à doser.
2.5. Polarographie à redissolution anodique (DPSAV)
Le choix des électrodes s’est arrêté sur une électrode de référence Ag/AgCl(s) (KCl, 3M), une contre-électrode en platine et une électrode indicatrice de mesure à surface statique.
⇒ Description de l’électrode de travail
L’électrode est constituée par un tube en verre dont la partie inférieure terminale est recourbée en U, plongeant dans la solution de travail. La section du tube étant fixe, la surface de la goutte de mercure est statique et reproductible. Le renouvellement de la goutte après chaque analyse se fait par ajout de mercure à l’aide d’une seringue dans la partie supérieure du tube ; ceci permet le renouvellement de la surface de la goutte.
Figure 8 : photo de l’électrode indicatrice à surface stationnaire conçue au laboratoire
⇒ Préparation de la gamme standard
Une gamme standard du zinc a été préparée à partir d’une solution mère de 100mg/l par dissolution de 0,439 g de sulfate de zinc dans 1000 ml d’eau distillée.
A partir de la solution mère, ont été préparées des solutions filles standard à 1ppm – 5ppm – 10ppm – 20ppm de zinc. Le blanc a été préparé par 50ml d’eau distillée auquel a été ajouté 50µl de HN03 à 65%.
⇒ Procédure analytique
Avant tout dosage la cellule polarogarphique est préalablement nettoyée ainsi que les trois électrodes par de l’acide nitrique à 1% et rincée par de l’eau distillée. Pour la
détermination du zinc, un mélange contenant 50ml de l’échantillon à doser +50µl de HNO3 est introduit dans la cellule polarogarphique. Ensuite, le mélange est purgé avec de l’azote. Cette procédure a été préalablement optimisée pour déterminer les conditions optimales de travail.
⇒ Optimisation du protocole de la DPSAV
L’optimisation de la DPSAV a été effectuée conformément à la méthode mise au point par Mohammed El Makhfouk et al.80
Différentes durées de pré-électrolyse ont été essayées (180s, 300s, 600s) ; la durée de 600s a été adoptée. Une vitesse d’agitation de 600 trs/min a permis l’obtention d’un signal optimal. L’ensemble des valeurs optimales du dosage du zinc sont regroupées dans le tableau 9.
Tableau 9 : Valeurs optimales retenues pour les différents paramètres en DPSAV pour le dosage du zinc
Les déterminations quantitatives sont basées sur une série de courbes d’étalonnage où les hauteurs de pic sont portées en fonction des concentrations croissantes en analyte.
⇒ Validation de la méthode polarographique
Les critères de validation utilisés sont : La spécificité
L’analyse s’effectue au potentiel E = - 900 mV (E0 zinc) spécifique du zinc.
Paramètres Valeurs Potentiel de pré électrolyse (V) -1,3 Potentiel final (V) + 0,5 Temps de pré électrolyse(s) 600 Temps de dégazage(s) 180 Temps d’équilibrage(s) 30 Volume d’échantillon (ml) 50
Amplitude d’impulsion (µA) 50
Vitesse d’agitation (tr min-1) 600
Vitesse de balayage (mV/s) 50
Intensité 20
La linéarité
C’est la capacité de la méthode d’analyse à l’intérieur d’un intervalle de mesure, à fournir des résultats directement proportionnels à la concentration en substance à examiner dans l’échantillon. Elle est réalisée sur quatre échantillons de concentrations différentes en zinc.
L’exactitude
L’exactitude est l’étroitesse de l’accord entre la valeur trouvée et la valeur considérée comme valeur de référence. Elle a été réalisée sur les deux concentrations extrêmes de la gamme d’étalonnage.
La répétabilité
C’est une fidélité de la méthode obtenue dans des conditions opératoires identiques et dans un court intervalle de temps. Elle se rapporte à des essais de la même grandeur effectuée dans des conditions aussi stables que possible. Elle a été effectuée sur la solution de zinc à 5 ppm.
La fidélité intermédiaire
C’est une variabilité intra laboratoire dans laquelle on fait varier le temps en appliquant la même procédure de répétabilité sur trois jours.
L’analyse statique appliquée aux données brutes, a été effectuée pour les différents critères énoncés pour la validation de la méthode polarographique. Les tests paramétriques : le test de Cochran et le test t de Student sont utilisés pour vérifier l’homogénéité des variances et la comparaison de l’ordonnée à l’origine de la courbe Le test de Fischer est utilisée pour confirmer la présence d’une pente significative et la validité de la régression.
intermédiaire est étudiée par le test de Fischer, pour démontrer l’absence de différences entre les moyennes obtenues, et par la détermination du coefficient de variation (CV).
L’exactitude est évaluée par la détermination de l’intervalle de confiance des pourcentages de recouvrement.
I V. Résul t at s
Les résultats des échantillons du second jet sont présentés sous forme de moyenne. Certains échantillons présentaient des aspects troubles dus à des précipités colloïdaux formés dans l’eau.