Un spectrophotomètre à flamme, également connu sous le nom de spectrophotomètre à émission atomique, est un appareil permettant de mesurer la lumière lorsqu’elle interagit avec ou est émise par des atomes pour déterminer la composition chimique des substances. Les ondes lumineuses sont mesurées soit lorsqu’elles sont absorbées par un atome car il lui ajoute de l’énergie et pousse les électrons vers une couche d’énergie plus élevée, soit la lumière est mesurée qui est émise lorsque ces électrons excités retournent dans une couche d’énergie plus faible. La spectroscopie peut être utilisée pour déterminer la quantité d’éléments présents dans pratiquement n’importe quelle substance, mais elle fonctionne mieux pour les métaux tels que le sodium, le potassium et le cuivre. C’est parce que les métaux sont facilement excités à des états d’énergie plus élevés avec une basse température dans l’analyse par spectrophotomètre à flamme.
Un spectromètre d’absorption atomique ne fonctionne qu’avec la lumière visible. Un spectrophotomètre à flamme peut cependant bombarder un atome de lumière ultraviolette, si la spectroscopie de fluorescence est également utilisée pour examiner les compositions atomiques. Ces longueurs d’onde de la lumière peuvent être directement corrélées aux changements d’états énergétiques des électrons de la couche externe des atomes. D’autres types de spectroscopie, tels que l’étude des émissions de rayons X, sont utilisés pour examiner les changements d’états énergétiques des électrons dans les enveloppes énergétiques internes des structures atomiques. Les composés moléculaires ont également des états de rotation uniques parmi les atomes impliqués, ce qui conduit à des émissions de spectroscopie dans les bandes de micro-ondes pour leur étude.
L’intensité lumineuse dans un spectrophotomètre à flamme est directement liée à la quantité d’un élément existant dans un échantillon. Les couleurs d’émission, ou raies spectrales, sont suffisamment distinctes pour que les éléments puissent être facilement distingués les uns des autres. Le processus utilisé par un spectrophotomètre à flamme pour les échantillons élémentaires est considéré comme si précis qu’il peut mesurer des quantités d’un élément jusqu’à parties par million dans un échantillon.
L’équipement conçu pour effectuer une analyse par spectrophotomètre de flamme est considéré comme étant construit sur des instruments assez simples. La température requise pour fournir une excitation atomique, cependant, est élevée et est généralement obtenue en brûlant de l’acétylène ou du propane à 3,632 5,432° à 2,000 3,000° Fahrenheit (XNUMX XNUMX° à XNUMX XNUMX° Celsius). La lumière émise par l’échantillon passe à travers des filtres optiques pour analyse. Il est également canalisé de sorte qu’il ait un impact avec un détecteur photomultiplicateur qui le convertit en un signal électrique pour enregistrer l’intensité lumineuse pour les mesures de concentration élémentaire.
Les spectrophotomètres sont des machines de laboratoire répandues utilisées dans la recherche clinique ou pour déterminer la présence de métaux dans des échantillons environnementaux. Leur principal inconvénient est qu’ils nécessitent un étalonnage précis par rapport à des échantillons établis pour produire des lectures fiables, en particulier avec des mélanges d’échantillons complexes. L’histoire du processus de spectroscopie peut être retracée jusqu’à l’étude de la lentille par Aristophane en 423 av. Ce n’est que dans les années 1800 que la loi fondamentale de l’absorption atomique a été quantifiée et a permis de construire des machines basées sur l’effet du spectrophotomètre de flamme, qui stipule que la matière absorbe la lumière à la même longueur d’onde qu’elle émet de la lumière.