Comment la pollution de l’eau est-elle déterminée par l’utilisation du spectrophotomètre en laboratoire?

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L’eau est une substance liquide incolore et inodore, présente à l’état plus ou moins pur dans la nature, elle représente 80 % de la composition de la plupart des organismes et intervient massivement et de manière décisive dans la réalisation de leurs processus métaboliques. Il est classé selon son état et son niveau de salinité. L’eau naturelle peut contenir une grande variété d’impuretés, celles-ci seront caractéristiques du cycle hydrologique que vous avez connu.

À mesure que l’homme augmente sa domination sur la nature, de nouveaux besoins apparaissent avec pour conséquence une détérioration accélérée de l’environnement. Il en résulte une pollution des eaux par des agents nocifs, ce qui est relativement fréquent. La migration des métaux lourds provenant de l’industrie manufacturière, du pétrole, de la pétrochimie, de la sidérurgie, entre autres, et le problème croissant de la dégradation des déchets solides dans les eaux marines ont marqué l’augmentation des polluants.

Les contaminants de l’eau sont des impuretés qui représentent des éléments nocifs pour l’usage auquel ils sont destinés. Pour déterminer la nécessité et la bonne technologie de traitement, les polluants spécifiques doivent être identifiés et mesurés. Les méthodes spectrophotométriques sont les plus utilisées pour mesurer la pollution par les métaux lourds dans l’eau. Ils sont basés sur le rayonnement produit ou absorbé par les espèces moléculaires ou atomiques d’intérêt. Le principe de fonctionnement de ces techniques est basé sur la comparaison de l’intensité de la lumière dispersée par l’échantillon à évaluer, avec celle dispersée par la norme de référence.

Le spectrophotomètre est un instrument d’analyse optique qui permet de projeter un faisceau de lumière à travers un échantillon et ainsi de déterminer, d’identifier, et de quantifier l’absorbance ou la transmittance de l’énergie. La quantité de lumière absorbée ou transmise est proportionnelle à la concentration du matériau. Cette différence est spécifique à certaines espèces, c’est pourquoi les équipements dégagent des spectres d’absorption qui sont uniques pour chaque substance et sont souvent utilisés comme une empreinte digitale. Les méthodes spectrophotométriques varient en fonction de la plage du spectre de travail, peuvent être à spectre visible, UV et infrarouge.

Techniques de spectrophotométrie 

 Spectrophotométrie d’absorption atomique:

  • Aluminium, en solution tampon à base d’acide acétique, l’aluminium (réactif sélectif d’Aluminium) forme avec le métal un complexe de coloration rouge, susceptible de mesure colorimétrique à 525 nm.
  • Les concentrations de plomb, de cuivre et de nickel peuvent également être déterminées.

Spectrophotométrie UV :

  • Nitrates uniquement dans les eaux à faible teneur en matière organique, applicable à une longueur d’onde de 220 nm.
  • Hydrocarbures travaillés dans la gamme de longueurs d’onde 210-400 nm, en utilisant le n-hexane comme étalon.

Spectrophotométrie visible :

  • Boro, on peut mélanger le bore avec l’acide carminique pour former un complexe susceptible de détermination colorimétrique à une longueur d’onde de 585 nm.
  • Fer, en utilisant la méthode de l’orthophénantroline basée sur la formation d’un complexe coloré de l’ion de fer, qui est susceptible de détermination colorimétrique à 510 nm.
  • Manganèse, visible à une longueur d’onde de 525 nm, l’échantillon peut être préparé avec la méthode du periodate de potassium ou du persulfate d’ammonium, il est basé sur l’oxydation du manganèse en permanganate.
  • Cuivre est susceptible de détermination spectrophotométrique en mesurant à 540 nm. Pour préparer l’échantillon il est possible d’utiliser la méthode de l’oxalildihydrazide est basée sur la formation d’un complexe entre le cuivre et l’oxalildihydrazide-acétaldéhyde, en solution régulatrice à pH=9.3, de couleur violacée.
  • Zinc peut être déterminé par la méthode du ferrocyanure, qui est basée sur la formation d’un précipité colloïdal de ferrocyanure de zinc, susceptible d’une détermination colorimétrique ultérieure opérant à une longueur d’onde de 650 nm.

Spectrophotométrie moléculaire

  • phosphore, il est possible de le détecter en préparant l’échantillon à partir d’une réaction en milieu acide entre l’anion phosphate dissous et le molybdate d’ammonium en présence de tartrate de potassium et d’antimoine, pour former de l’acide phosphomolybdique qui est réduit par l’acide ascorbique, générant une coloration bleue due au molybdène et susceptible de détermination colorimétrique à une longueur d’onde de 690 nm.

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