Un spectrophotomètre d’absorption atomique est un instrument qui peut détecter un élément ou une substance en le vaporisant et en mesurant à quelle partie du spectre il absorbe la lumière. Les mesures sont généralement indiquées par une ligne noire à une partie particulière du spectre lumineux. L’instrument peut fonctionner à l’aide d’une flamme ou d’un tube en graphite chauffé. Il comprend généralement un tube lumineux cathodique, un prisme ou un filtre optique pour sélectionner les longueurs d’onde et un photodétecteur. Un affichage numérique est parfois utilisé pour projeter les résultats des expériences, ou un ordinateur peut également être connecté au système.
Lorsqu’un matériau tel qu’un métal est chauffé, il se vaporise. Un faisceau de lumière, réglé à une longueur d’onde particulière, brille à travers la vapeur et le spectrophotomètre d’absorption atomique. L’intensité de la lumière peut changer lorsqu’elle est absorbée par les atomes du matériau. Un tel instrument de spectroscopie peut être utilisé pour détecter des métaux lourds dans l’environnement, comme dans l’eau, le sol ou les roches. Il peut également être utilisé dans les usines pétrolières et chimiques et dans la fabrication de semi-conducteurs.
Dans un spectrophotomètre d’absorption atomique, un brûleur constitué d’une flamme ou d’un tube chauffé vaporise un échantillon, tandis que la lumière est projetée à travers un tube cathodique. La lumière passe à travers la flamme puis un composant appelé monochromateur. Les lentilles de cette partie agissent généralement comme des prismes pour filtrer une longueur d’onde spécifique et peuvent également filtrer la lumière diffusée qui pourrait interférer avec la mesure. L’intensité de la lumière peut alors être détectée par un photomultiplicateur. Traditionnellement, il s’agissait d’un appareil semblable à un tube à vide, mais la technologie du 21e siècle l’a souvent remplacé par des micropuces et des composants électroniques à semi-conducteurs.
Les spectrophotomètres d’absorption atomique modernes sont souvent contrôlés par un ordinateur doté d’un logiciel spécialisé pouvant fonctionner sur des systèmes d’exploitation courants. Les spectrophotomètres sont généralement extrêmement sensibles aux infimes traces de matériaux. De tels instruments peuvent mesurer la présence de métaux en parties par million, tandis que l’incorporation d’un four en graphite peut augmenter la sensibilité en parties par milliard.
L’utilisation d’un spectrophotomètre d’absorption atomique nécessite de savoir comment lire les résultats d’une expérience. Lorsqu’un échantillon est analysé, les valeurs d’absorbance peuvent être calculées par un logiciel sur la base des lectures spectrales. Celles-ci doivent généralement être comparées aux courbes d’étalonnage précédemment générées. La comparaison des résultats avec des valeurs connues peut aider à comprendre les résultats du test avec plus de précision. Environ 70 éléments peuvent être directement identifiés avec cet instrument, ainsi que divers matériaux pouvant contenir n’importe quelle combinaison d’entre eux.