Quelques méthodes d'analyse élémentaire

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Quelques méthodes d'analyse élémentaire

Comparaison de méthodes

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Etincelle

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Instruments portatifs

• LIBS (Laser induced breakdown spectrometry)

• XRF (X ray fluorescence)

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Exemples SFX portable

Mn Cr Ni Mo Cu Fe

1 1.03 0.064 0.051 0.016 0.063 98.4

2 1.04 0.071 0.054 0.017 0.066 98.6

3 1.04 0.066 0.037 0.017 0.044 98.6

4 1.01 0.077 0.056 0.013 0.052 98.6

5 1.06 0.076 0.051 0.017 0.064 98.6

6 1.03 0.073 0.051 0.010 0.051 98.6

7 1.08 0.066 0.049 0.017 0.059 98.6

8 1.04 0.077 0.042 0.017 0.041 98.6

9 1.06 0.073 0.056 0.011 0.055 98.6

10 1.02 0.073 0.054 0.020 0.066 98

Average 1.04 0.072 0.05 0.015 0.056 98.5

2SD 0.020 0.005 0.007 0.003 0.009 -

Given Value 1.07 0.076 0.042 0.016 0.085 98.7

Recovery 97% 95% 119% 94% 66% 100%

Analysis of Cr, Cu, Mo in a carbon steel for FAC applications

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5

LIBS

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6 Nombre de publications sur le

LIBS

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7 Elements Measured by Spark-

OES 750 (mass%)

RSD (Spark-OES)

(%)

Measured by LIBS (mass%)

RSD (LIBS)

(%)

C 0.427 0.81 0.41 2.37

Si 1.13 0.93 1.12 2.18

Mn 0.8 0.74 0.802 2.23

P 0.021 3.1 0.017 5.12

S 0.02 5.2 0.024 9.34

Cr 1.07 1.05 1.08 2.13

Ni 0.414 0.63 0.421 1.92

Comparison of the Analytical Performances of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy and Spark-OES, Yong Zhang, Yunhai Jia, Jiwen Chen, Xuejing Shen, Ying Liu, Lei Zhao, Dongling Li, Pengcheng Han, Zilan Xiao and Hongquan Ma; ISIJ International, Vol. 54 (2014) No. 1 p. 136-140

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8 Praticabilité des méthodes

• FX: pas de mise en solution

– Coût de préparation très faible

– Routine facile sur matrice constante

– Problème aigu changement matrice, compétences élevée pour la mise au point de la méthode

• ICPs: analyse en solution

– Coût de préparation (temps et rejets environnementaux) – Routine facile sur matrices pas trop variées

– Compétences normales pour la mise en œuvre

• AA: analyse en solution

– Problème de matrice (GFAAS) ou de sensibilité (FAAS)

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Conclusion

• Adapter l’instrument au problème (!)

• Avoir plusieurs instruments

– Rentabilité par rapport à l’utilisation de la main d’œuvre et au temps d’analyse

– Possibilité d’intercomparaison entre les méthodes

= validation interne de reproductibilité

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Fluorescence Atomique

LIPAC R. Losno

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Fluorescence atomique

Énergie

Doublet d'absorption du sodium

4p spin 

4p spin 

3s

Excitation par

un photon

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Fluorescence atomique

Énergie

Doublet d'absorption du sodium

4p spin 

4p spin 

3s

Excitation par un

photon

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Principe

Entrée gaz

Sortie Lampe à gaz

décharge Hg

basse pression Filtre

Détecteu

r

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Elements

• Hg: CVAF

• As, Se, Bi: HGAF

Sensible au quenching et aux interférences: travailler dans

un gaz porteur constant: séparer l'analyte de l'échantillon

Séparateurs: Solide/Gaz (Hg-Au) ou Gaz/Liquide

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Appareils: Arsenic

BH

₄^-

+ 3H

₂

O → H

₃

BO

₃

+ 4 H

^-

+ 3 H

⁺

H

⁺

+ H

^-

→ H

₂

HAsO

₂

+ 3 H

^-

+ 3 H

⁺

→ AsH

₃

+ 2 H

₂

O

AsH

₃

→ As + 3 H

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Appareils: Mercure

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Parts

Argon

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Exercice

On veut analyser du mercure: déterminer les concentrations et leurs incertitudes Méthode: Fluorescence atomique

Etalonnage + Mesure

Masse Echantillon

introduit Aire

zero1 7.3

zero2 7.2

zero3 8.4

100pg 109.1

200pg 215.4

300pg 320.8

Ker n°20 19.55 60.3

Ker n°20b 15.81 42.3

Ker n°14 bis 19.52 20.1

Ker n°14 bisb 16.89 15.4

Ker n°14 19.53 17.7