A.T.E.M. Chimie


Détecteur à indice de réfraction

Le détecteur à indice de réfraction

 

portrait de Willebrod Van Royen Snell

 

Il est basé sur la loi de SNELL, mathématicien hollandais (1591 - 1626) qui étudia la déviation d'un rayon de lumière qui passe obliquement d'un milieu moins dense à un milieu plus dense et découvrit la relation qui existe entre les sinus des deux angles et les indices de réfraction des deux milieus. 

loi de SNELL   n1 sin θ1 = n2 sin θ2

 

shéma réfraction

        Willebroad Van ROYEN SNELL

 

L'indice de réfraction d'un milieu est définit comme le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide sur la vitesse de la lumière dans ce milieu. La vitesse de la lumière dans un milieu dépend de la longueur d'onde et de la densité du milieu. Dans un détecteur à indice de réfraction, la longueur d'onde est fixée. La densité dépend donc de la température, de la pression et de la composition du milieu

 

Un faisceau lumineux traverse la cellule échantillon et la cellule de référence du détecteur deux fois (voir schéma). Lorsque les deux cellules contiennent un solvant pur, le système est étalonné à zéro au moyen d'une « zéroplate » parallèle qui positionne le faisceau sur deux diodes 1 et 2 de telle manière que les intensités lumineuses mesurées (I1 et I2) des deux diodes soient pratiquement identiques. Lorsque la cellule de l'échantillon contient une solution avec un indice de réfraction différent, le faisceau lumineux est dévié proportionnellement à la modification relative de l'indice de réfraction conformément à la loi de SNELL. Cela entraîne un changement de l'intensité lumineuse de I1 et I2, proportionnel à la concentration et à l'indice de réfraction de la solution échantillon. Ces changements d'intensité de la valeur de signal sont calculés (comme indiqué dans les formules ci-dessus) et indiqués dans l'affichage.

 schéma

La détection du signal et les méthodes de traitement permettent au détecteur à indice de réfraction de figurer "en ligne" sans post-traitement. L'affichage permet également un contrôle permanent de la quantité de lumière détectée.

 

Les détecteurs à indice de réfraction sont des détecteurs universels en raison de leur capacité à détecter presque chaque substance dissoute dans l'éluant.

Calcul de la valeur du signal

Le faisceau lumineux atteint deux diodes 1 et 2 qui délivrent les intensités valeurs I1 et I2 lors de la mesure, en fonction de la déflection du faisceau lumineux. Les résultats de la différence I1 - I2 et de la somme I1 + I2 sont calculés en continu et servent au calcul du SIGNAL.

La valeur du SIGNAL est calculée selon la formule suivante :


Avec:

  • I1 - I2   : différence des valeurs des intensités
  • I1 + I2  : somme des valeurs des intensités
  • A         : facteur constant, défini par la fonction AUTOZERO
  • C         : facteur constant, défini par la fonction CALIB

Le signal résultant est délivré au périphérique. La valeur de signal peut théoriquement être positive ou négative.

 

L'indice de réfraction est hautement dépendant de la température. La variation de 1°K pour l'eau pure conduit à une modification de ~ 1 x 10-4 RIU (Unité d'indice de réfraction) et pour les solvants organiques typiques de ~ 5 x 10 - 4 RIU.

Les détecteurs à indice de réfraction sont très sensibles à l'évolution de l'éluant ou à sa composition. Ce type de détecteur ne doit donc pas être utilisé pour la chromatographie en gradient de phase.