Autres méthodes de mesure de la concentration

Alternatives à la mesure de la concentration par vitesse du son

La détermination précise de la concentration molaire de substances dans les liquides est d'une importance cruciale pour de nombreuses applications scientifiques, industrielles et médicales. Différentes méthodes de mesure de la concentration sont utilisées pour quantifier la teneur exacte d'une substance dans un certain volume de liquide.

Ces méthodes vont des techniques spectrophotométriques aux analyses chromatographiques en passant par les mesures électrochimiques. Le choix de la méthode appropriée dépend des propriétés de la substance à analyser, des exigences de l'application concernée et des ressources disponibles. Il existe différentes méthodes pour mesurer la concentration des solutions. Chacune de ces méthodes de mesure de la concentration molaire a ses propres avantages et inconvénients.

Le choix d'une méthode appropriée pour mesurer la concentration dans les liquides dépend de plusieurs facteurs, notamment :

• Spécificité de l'application : Le type de substances à mesurer et la complexité de la solution.
• Précision et sensibilité : Précision requise et capacité à détecter un minimum de concentrations.
• Rapidité et débit : Besoin de résultats de mesure rapides et capacité à manipuler de grands volumes d'échantillons.
• Efficacité des coûts : Coûts d'acquisition et d'exploitation des appareils ainsi que les exigences de maintenance.
• Facilité d'utilisation : Simplicité d'utilisation et de maintenance, notamment dans des environnements avec peu de personnel spécialisé.

Réfractométrie

Le réfractomètre détermine la concentration en mesurant l'indice de réfraction des solutions et des substances solides. La détermination de l'indice de réfraction repose sur la réfraction de la lumière, qui est réfléchie ou réfractée par un liquide. Selon le type et la concentration des substances dissoutes, la lumière est réfractée différemment.

Par conséquent, l'indice de réfraction résulte de la concentration des substances dissoutes. Un capteur optique (fenêtre) mesure la réflexion d'un faisceau lumineux, qui est réfléchi par une source de lumière LED après avoir frappé l'échantillon. La méthode de réfractométrie est extrêmement sensible aux facteurs d'influence tels que les vibrations et nécessite un étalonnage très complet et chronophage ainsi qu'un entretien régulier.

Radiométrie

La radiométrie utilise le rayonnement radioactif pour mesurer les concentrations d'une substance. Une préparation radioactive envoie son rayonnement à travers le récipient de mesure, qui est reçu par le détecteur. Un scintillateur convertit les rayonnements radioactifs en éclairs de lumière et en évalue le nombre. Comme la pénétration des rayons gamma dépend de la substance, la densité de la masse est déterminée à partir de l'intensité des rayonnements entrants.

Gravimétrie

Dans la gravimétrie, la mesure de la concentration massique est effectuée en mesurant la masse d'une substance avant et après une réaction chimique. Elle est utilisée pour déterminer la concentration d'un élément ou d'un composé spécifique dans un échantillon. Le processus de base pour déterminer la concentration en quantité de matière comprend les étapes de précipitation, de filtration et de pesée. Cette méthode est extrêmement chronophage et nécessite généralement de grands échantillons. De plus, le principe de mesure est très sujet aux erreurs, car il nécessite plusieurs étapes manuelles dans la définition de la concentration en quantité de matière.

Titrage

La mesure de la concentration par titrage est effectuée en ajoutant une solution de concentration connue à une solution de concentration inconnue jusqu'à ce qu'une réaction chimique se produise. Cette méthode n'est adaptée qu'à certaines solutions et en raison de la manipulation manuelle sujette aux erreurs dans le calcul de la concentration massique.

Spectrophotométrie

En spectrophotométrie, le volume de l'échantillon joue un rôle crucial dans la détermination de la concentration volumique d'une quantité de matière. La concentration volumique est une unité de mesure de la quantité d'une substance dans un mélange par rapport au volume total du mélange. Elle indique quelle proportion du volume total d'un mélange est constituée d'une substance donnée.

L'absorption de la lumière, qui est une mesure centrale dans ce procédé, peut être significativement influencée par le volume de l'échantillon. Par conséquent, la détermination et le contrôle précis du volume de l'échantillon sont essentiels pour des résultats de mesure précis. La spectrophotométrie convient à une variété d'échantillons, y compris les liquides, les gaz et les matériaux solides.

Cette variante pour mesurer les volumes de particules est très sensible aux facteurs perturbateurs, qui affectent la précision de l'échantillon.

Chromatographie (comme HPLC, GC)

La chromatographie sépare les composants d'un mélange en fonction de leurs interactions avec une phase stationnaire et une phase mobile.