MATERIEL ET METHODES
II. 4.5- Spectrophotomètre modèle DR2400
Le DR 2400 est un photomètre simple d’utilisation confortable. Son domaine spectral est compris entre 400 et 880 nm avec une plage de température d’utilisation allant de 0 à 40°C.
Principe de mesure des paramètres par le spectrophotomètre DR 2400
Lorsqu’un faisceau de lumière monochromatique de longueur d’onde λ d’intensité Io, traverse une solution à analyser, il subit une absorption et sort avec une intensité affaiblie I. Cette diminution d’intensité est due à l’absorption d’une ou plusieurs fréquences par le milieu traversé. De la proportion d’intensité lumineuse absorbée par la solution, on peut déduire la concentration C (mg/l) de la substance absorbante par la relation de Beer-Lamber selon l’expression :
D = logIo/I = alc
Où a est le coefficient d’absorption molaire ; il dépend de la nature de la substance absorbante, de la longueur d’onde. l est le parcours optique de la radiation à travers la solution. c est la concentration de la solution.
Les composantes inorganiques de l’échantillon d’eau sont mis en présence de réactifs spéciaux. L’intensité de la couleur produite est mesurée. Celle-ci est une mesure de la concentration en ions inorganiques à analyser. Pour chaque essai, on fait une analyse à blanc avec de l’eau distillée et les réactifs.
Pour déterminer la teneur totale en métaux, l’échantillon doit être homogénéisé avant la préparation afin de répartir uniformément toutes les matières solides. La filtration est ainsi évitée car, dans le cas contraire, les métaux déposés sur les matières solides sont éliminés et ne sont pas pris en compte dans la mesure. Afin d’éviter toute précipitation d’hydroxyde, le contrôle du pH est nécessaire après la préparation. La plage du pH optimale (entre 2 et 5) est atteinte après l’ajout de la solution tampon CRACK SET ou d’acide sulfurique.
L’analyse des métaux requiert une digestion préalable. Pour une grande précision des résultats, il faut déterminer la valeur du blanc pour chaque nouveau lot de réactifs. Une coloration apparait en présence du métal, après l’ajout du réactif.
Nickel
Pour le dosage du Nickel, nous avons utilisé la méthode utilisant le réactif 1-(2-pyridylazo)-2-Naphtol (PAN), et permettant l’analyse dans la gamme de concentration 0,007 à 1 mg/l. Une fois l’échantillon tamponné et le fer (III) masqué par le pyrophosphate, le nickel réagit avec le 1-(2-pyridylazo)-2-naphtol (indicateur). L’indicateur forme de complexes avec la plupart des métaux présents. Après virage de la couleur, l’EDTA est ajouté pour détruire tous les complexes métal-PAN, à l’exception du nickel et du cobalt. L’appareil s’adapte automatiquement à l’interférence due au cobalt en mesurant l’absorbance de l’échantillon à 860 nm. Cette méthode est unique en son genre dans la mesure où elle permet l’analyse du nickel et du cobalt à partir d’un même échantillon.
Zinc
Le dosage du zinc a été réalisé par la méthode Zincon permettant les mesures dans la gamme de concentration de 0,01 à 2,00 mg/l.
Les métaux forment des complexes avec le cyanure. L’ajout de cyclohexanone provoque une libération sélective du zinc. Le zinc réagit ensuite avec l’indicateur, le 2-carboxy-2-hydroxy-5-sulfoformazyl benzène (zincon) pour former des espèces de couleur bleue. La coloration bleue est masquée par la coloration brune de l’indicateur en excès. L’intensité de la coloration bleue est proportionnelle à la concentration en zinc. La lecture est obtenue à 620 nm.
Cuivre
Pr le cuivre, la méthode Hach utilisée est la méthode porphyrine (C20H14N4). C’est une méthode qui permet des mesures dans la gamme de concentration allant de 2 à 210 μg/l. La méthode est exempte de la plupart des interférences et ne nécessite pas d’extraction ou de préconcentration. Les interférences des autres métaux sont éliminées par les réactifs masquant du cuivre.
Le cuivre de l’échantillon réagit avec le sel de l’acide bicinchoninique du réactif au cuivre CuVer1 ou CuVer2 pour former un complexe dont la coloration mauve est proportionnelle à la concentration du cuivre. La lecture est obtenue à 560 nm.
Fer
Pr cet élément, nous avons utilisé la méthode au Ferro Ver. Elle permet des mesures dans une gamme de concentration allant de 0,02 à 3 mg/l.
Le réactif du FerroVer convertit la totalité du fer soluble et la plus grande partie du fer insoluble de l’échantillon en fer ferreux soluble. Le fer ferreux réagit avec la 1,10 phénanthroline (indicateur) du réactif pour développer une coloration proportionnelle à la concentration du fer. La lecture est obtenue à 510 nm.
Chrome
Le chrome est déterminé par la méthode au 1,5-diphénylcarbohydrazide à l’aide du réactif au chrome le chroma Ver3. Ce réactif contient un tampon acide associé à du 1,5-diphénylcarbohydrazide, qui réagit en produisant une coloration violette en présence du chrome. La lecture est obtenue à 540 nm. Avec cette méthode, on peut réaliser des analyses dans une gamme de concentration de 0,01 à 0,70 mg/l.
Manganèse
La méthode Hach adopté est la méthode au PAN. Avec cette méthode, on peut réaliser des analyses dans une gamme de concentration de 0,007 à 0,70 mg/l. Un réactif à l’acide ascorbique est utilisé dans un premier temps pour réduire toutes les formes oxydées du Mn en Mn2+. Un réactif de cyanure alcalin est ajouté pour masquer des interférences potentielles. Ensuite l’indicateur PAN ajouté se combine au Mn2+ pour former un complexe de couleur orange. La lecture est obtenue à 560 nm.
Nitrate
Pour le nitrate, c’est la méthode de réduction au cadmium qui a été utilisée. Elle permet des analyses à des concentrations entre 0,3 et 30 mg/l.
Le nitrate présent dans l'échantillon réagit avec l'acide chromotropique en conditions fortement acides pour former un produit jaune dont l'absorbance maximale se mesure à 410 nm.
Phosphate
La méthode du photomètre Hach pour l’analyse du phosphate est la méthode au molybdovanadate avec digestion au persulfate en milieu acide. Elle permet des mesures de concentration de 1 à 100 mg/l en PO43-.
Le phosphate réagit avec le molybdate en milieu acide pour produire un complexe mixte phosphate/molybdate. Ensuite, l'acide ascorbique réduit le complexe, provoquant une forte coloration bleue de molybdène. La lecture est obtenue à 880 nm.