Analyse chimique : Methodes et techniques instrumentales modernes

Table des Matières......Page 8
AVANT-PROPOS......Page 18
INTRODUCTION......Page 20
L'invention de la chromatographie......Page 25
1.1 Généralités sur la chromatographie analytique......Page 26
1.2 Le chromatogramme......Page 28
1.4 Modèle des plateaux......Page 30
1.5 Coefficient (ou Constante) de distribution de Nernst (K)......Page 33
1.6 Efficacité d'une colonne......Page 34
1.7 Grandeurs de rétention......Page 36
1.8 Facteur de séparation (ou sélectivité) entre deux solutés......Page 37
1.9 Facteur de résolution entre deux pics......Page 38
1.10 Influence de la vitesse de la phase mobile......Page 39
1.11 Optimisation d'une analyse chromatographique......Page 42
1.12 Les diverses techniques chromatographiques......Page 43
1.14 Aires des pics et logiciels de chromatographie......Page 46
1.15 Méthode de l'étalonnage externe......Page 47
1.16 Méthode de l'étalonnage interne (étalon interne)......Page 49
1.17 Méthode par normalisation interne......Page 51
EXERCICES......Page 52
2.1 L'origine de la CLHP......Page 55
2.2 Conception générale d'un appareil de CLHP......Page 56
2.3 Pompes et gradients d'élution......Page 57
2.4 Injecteurs......Page 59
2.5 Colonnes......Page 60
2.6 Phases stationnaires......Page 61
2.7 Chromatographie liquide chirale......Page 66
2.8 Phases mobiles......Page 67
2.9 Chromatographie d'appariement d'ions......Page 69
2.10 Chromatographie d'interaction hydrophobe......Page 70
2.11 Principaux détecteurs......Page 71
2.12 Tendances actuelles de la CLHP......Page 76
EXERCICES......Page 78
3.1 Principe d'une installation de CPG......Page 80
3.2 Gaz vecteur et régulateur de débit......Page 82
3.3 Introduction de l'échantillon et chambre d'injection......Page 83
3.5 Colonnes......Page 87
3.6 Phases stationnaires......Page 89
3.7 Principaux détecteurs......Page 92
3.8 Détecteurs conduisant à des données structurales......Page 96
3.9 Chromatographie rapide......Page 97
3.10 Indices de rétention et Constantes des phases stationnaires......Page 99
3.11 Chromatographie « multidimensionnelle »......Page 103
EXERCICES......Page 104
4.1 Principe de la chromatographie ionique ( CI)......Page 107
4.2 Phases stationnaires......Page 109
4.3 Phases mobiles......Page 111
4.4 Détecteurs à conductivité......Page 113
4.5 Le suppresseur d'ions de l'électrolyte......Page 114
4.6 Analyseurs d'acides aminés......Page 115
EXERCICE......Page 118
5.1 Mise en oeuvre de la chromatographie planaire......Page 119
5.2 Particularités liées à la CCM......Page 121
5.3 Phases stationnaires......Page 122
5.5 CCM quantitative......Page 124
EXERCICES......Page 126
6.1 Rappel sur les fluides supercritiques......Page 127
6.2 Les phases supercritiques comme phase mobile......Page 128
6.3 Instrumentation en SFC......Page 129
6.4 Comparaison de la SFC avec la CLHP et la CPG......Page 130
6.5 Place de la SFC en chromatographie......Page 131
7.1 Principe de la chromatographie d'exclusion stérique ( CES)......Page 133
7.2 Phases stationnaires et phases mobiles......Page 134
7.3 Traitement du chromatogramme......Page 136
7.4 Instrumentation......Page 137
7.5 Domaines d'application......Page 138
EXERCICES......Page 140
8.1 De l'électrophorèse de zone à l'électrophorèse capillaire......Page 142
8.2 Mobilité électrophorétique et flux électro-osmotique......Page 144
8.3 Instrumentation......Page 148
8.4 Techniques électrophorétiques......Page 150
8.5 Performances......Page 152
8.6 Électrochromatographie capillaire ( ECC)......Page 154
EXERCICES......Page 156
Les inventeurs de la colorimétrie......Page 159
9.1 Le domaine spectral UV- Vis et l'origine des absorptions......Page 160
9.2 Le spectre UV- VIS......Page 162
9.3 Transitions électroniques des composés organiques......Page 163
9.4 Groupements chromophores......Page 165
9.5 Effets dus aux solvants : solvatochromie......Page 167
9.6 Règles de Woodward- Fieser......Page 168
9.7 Instrumentation dans l'UV/ Visible......Page 169
9.8 Les différentes configurations des spectromètres UV/ Vis......Page 173
9.9 Analyse quantitative : lois de l'absorption moléculaire......Page 177
9.10 Méthodes utilisées en analyse quantitative......Page 180
9.11 Analyse d'un seul analyte et contrôle de pureté......Page 181
9.12 Analyse multicomposants ( MCA)......Page 183
9.13 Méthodes de correction de ligne de base......Page 186
9.14 Distribution des erreurs relatives dues aux appareils......Page 187
9.15 Spectrométrie dérivée......Page 188
9.16 Colorimétrie visuelle par transmission ou réflexion......Page 190
EXERCICES......Page 191
10.1 Origine de l'absorption lumineuse dans l'infrarouge......Page 194
10.2 Présentation des absorptions dans l'infrarouge......Page 195
10.3 Bandes de vibration- rotation dans l'infrarouge......Page 196
10.4 Modèle simplifié des interactions vibrationnelles......Page 197
10.5 Les composés réels......Page 198
10.6 Bandes caractéristiques des composés organiques......Page 200
10.7 Spectromètres et analyseurs infrarouges......Page 201
10.8 Sources et détecteurs dans le moyen IR......Page 206
10.9 Examen des échantillons......Page 208
10.11 Archivage des spectres......Page 212
10.13 Analyse quantitative......Page 216
EXERCICES......Page 221
11.1 Fluorescence et phosphorescence......Page 224
11.2 Origine de la fluorescence......Page 225
11.3 Relation entre fluorescence et concentration......Page 227
11.4 Diffusion Rayleigh et diffusion Raman......Page 229
11.5 Instrumentation......Page 231
11.6 Quelques applications de la fluorescence......Page 234
11.7 Fluorimétrie résolue dans le temps......Page 236
11.8 Chimiluminescence......Page 237
EXERCICES......Page 240
12.1 Principes de base......Page 242
12.2 Le spectre de fluorescence X......Page 243
12.3 Modes d'excitation des éléments en fluorescence X......Page 245
12.4 Détection des rayons X......Page 249
12.5 Les diverses catégories d'instruments......Page 250
12.6 Préparation des échantillons......Page 254
12.7 Absorption des rayons X - densimétrie X......Page 255
12.9 Applications de la fluorescence X......Page 256
EXERCICES......Page 258
13.1 Effet de la température sur un élément......Page 261
13.2 Application aux appareils actuels......Page 263
13.3 Absorption atomique contre Émission de flamme......Page 264
13.4 Dosages par SAA ou par EF......Page 265
13.5 Instrumentation de base en absorption atomique......Page 266
13.7 Correction des absorptions parasites......Page 272
13.8 Perturbations physiques et chimiques......Page 276
13.9 Sensibilité et limite de détection en SAA......Page 277
EXERCICES......Page 279
14.1 Spectrométrie d'émission optique des atomes ( OES)......Page 281
14.2 Principe de l'analyse par émission atomique......Page 282
14.3 Procédés pour dissocier l'échantillon en atomes ou ions......Page 283
14.4 Systèmes dispersifs et raies spectrales......Page 286
14.5 Appareils simultanés et appareils séquentiels......Page 288
14.6 Performances......Page 291
14.7 Couplage CPG/ émission atomique ( CPG/ ICP- OES)......Page 292
14.8 Applications de la spectrométrie d'émission atomique......Page 293
EXERCICES......Page 294
15.1 Généralités......Page 296
15.2 Interaction spin/champ magnétique pour un noyau......Page 297
15.3 Les noyaux qui peuvent être étudiés par RMN......Page 299
15.4 Théorie de Bloch pour un noyau dont I = 1/ 2......Page 300
15.5 Fréquence de Larmor......Page 301
15.6 Obtention du spectre par RMN impulsionnelle......Page 303
15.7 Les processus de relaxation des noyaux......Page 306
15.9 Mesure des déplacements chimiques......Page 307
15.10 Noyaux blindés ou déblindés......Page 308
15.11 Facteurs affectant les déplacements chimiques......Page 309
15.13 Couplages hétéronucléaires......Page 311
15.14 Couplages homonucléaires......Page 314
15.15 Découplage de spin et séquences particulières......Page 317
15.16 Couplage CLHP/ RMN......Page 319
15.17 RMN du fluor et du phosphore......Page 320
15.18 RMN quantitative......Page 321
15.19 Analyseurs utilisant la RMN impulsionnelle......Page 324
EXERCICES......Page 329
Les analyses de trace et ultra-traces......Page 333
16.1 Principe de base......Page 334
16.2 Le spectromètre de Bainbridge ( 1933)......Page 337
16.3 Analyseurs électromagnétiques de type « EB »......Page 339
16.4 Analyseurs à temps de vol ( TOF)......Page 342
16.5 Analyseurs à filtre quadripolaire par transmission......Page 344
16.6 Analyseurs à piégeage d'ions par quadripole......Page 348
16.7 Analyseurs à résonance cyclotronique ( FTMS)......Page 349
16.8 Performances des spectromètres de masse......Page 351
16.9 Principaux procédés d'ionisation sous vide......Page 354
16.10 Procédés d'ionisation à pression atmosphérique......Page 358
16.11 Spectromètres de masse en tandem ( MS/ MS)......Page 361
16.12 Détecteurs à ions......Page 362
16.13 Identification au moyen d'une spectrothèque......Page 364
16.14 Analyse de la composition élémentaire des ions......Page 365
16.15 Mesure des rapports isotopiques d'un élément......Page 368
16.16 Fragmentation des molécules organiques......Page 369
EXERCICES......Page 374
17.1 Principe des méthodes de marquage......Page 376
17.2 Dilution isotopique avec un marqueur radioactif......Page 377
17.4 Tests radio- immunologiques ( RIA)......Page 378
17.5 Mesure des activités radio- isotopiques......Page 379
17.7 La méthode de dosage immunoenzymatique ( EIA)......Page 382
17.8 Autres techniques immunoenzymatiques......Page 385
17.10 Fluoro- immunologie ( IFA)......Page 386
17.11 Marquage avec un isotope stable......Page 387
17.13 Sources de neutrons thermiques......Page 388
17.15 Détection par comptage - principe des mesures......Page 389
17.16 Applications......Page 390
EXERCICES......Page 391
18.1 Analyses particulières......Page 393
18.2 Analyse élémentaire organique......Page 394
18.3 Analyseurs d'azote total......Page 396
18.4 Analyseurs de soufre total......Page 398
18.6 Analyseurs de mercure......Page 399
EXERCICES......Page 401
19.1 Généralités sur les cellules de mesure......Page 402
19.2 Une électrode sélective particulière : l'électrode pH......Page 404
19.3 Les principaux types d'électrodes ioniques sélectives......Page 405
19.4 Les calculs et les différentes méthodes......Page 408
19.5 Quelques applications......Page 410
EXERCICES......Page 411
20.1 Généralités sur la méthode voltampérométrique......Page 413
20.3 Polarographie à courant continu......Page 415
20.4 Le courant de diffusion......Page 416
20.5 Polarographie à impulsions......Page 417
20.6 Détection voltampérométrique en CLHP et ECHP......Page 419
20.7 Capteurs de type ampérométriques......Page 420
20.8 Voltampérométrie à redissolution ( stripping voltammetry)......Page 424
20.9 Dosages coulométriques à courant ou à potentiel constant......Page 425
20.10 Le dosage de l'eau d'après la méthode de Karl Fischer......Page 426
20.11 Conduite d'un dosage selon la méthode de Karl Fischer......Page 428
EXERCICES......Page 431
21.1 La nécessité d'un traitement préalable......Page 433
21.2 Extraction en phase solide ( SPE)......Page 434
21.3 Cartouches d'immuno-extraction......Page 436
21.4 Procédés de micro extraction......Page 437
21.5 Extraction gazeuse sur colonne ou sur disque......Page 438
21.6 Espace de tête ( headspace)......Page 439
21.7 Extraction par solvant à l'état supercritique......Page 441
21.8 Réacteurs à digestion par micro-ondes......Page 442
21.9 Analyseurs en ligne......Page 443
22.1 Valeur centrale, justesse et fidélité d'un ensemble de mesures......Page 445
22.2 Variance et écart- type......Page 446
22.3 Erreurs aléatoires ou « indéterminées »......Page 448
22.4 Intervalle de confiance de la moyenne......Page 450
22.5 Comparaison de résultats - Tests paramétriques......Page 451
22.7 Courbes d'étalonnage......Page 453
22.8 Méthodes robustes ou tests non-paramétriques......Page 456
22.9 Optimisation par la méthode un seul facteur à la fois......Page 457
EXERCICES......Page 458
RÉPONSES AUX EXERCICES......Page 460
TABLE DES CONSTANTES PHYSICO- CHIMIQUES......Page 473
BIBLIOGRAPHIE......Page 474
INDEX......Page 478