Etude spectroscopique des transferts thermiques et du transfert de charge dans un plasmà haute fréquence analytique

= Study of the thermal transfer and charge transfer processes in an inductive coupled plasma

• Auteur / Autrice : Yong Qiu Tang
• Direction : Jacques Robin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA ; 1977-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse à plasma induit par haute fréquence

Transfert de charge

Transfert de chaleur

Résumé

L'étude des transferts d'énergie entre plasma et analyte dans un plasma haute fréquence a permis de mieux en comprendre les différentes étapes. Lors des processus d'évaporation et de dissociation, l'eau de l' échantillon consomme de l'énergie d'une part mais fournit aussi de l’hydrogène qui contribue à améliorer le transfert thermique entre le plasma et l’analyte. Ce phénomène a été confirmé par le fait que l'utilisation de dispositif de dessolvatation tend à provoquer un abaissement des températures axiales alors que l'addition d'hydrogène dans la zone axiale entraîne une augmentation sensible des températures d'excitation. Lors du transfert d'excitation entre le plasma et les éléments à l'état atomique, le transfert de charge tient une phase importante lorsque les énergies d'excitation sont voisines de 16 eV ainsi que l'a montré l'étude des niveaux excités du magnésium ionique. Il en résulte un écart important à l'ETL qui est réduit par la présence des alcalins ou d'hydrogène. Lès interférences des alcalins sont liées à des mécanismes hors ETL et leur influence lors de l’utilisation analytique du plasma peut être réduite, voire supprimée par le choix judicieux des paramètres de fonctionnement : débit et vitesse du gaz d'injection, hauteur d'observation.

There are several mechanisms of energy transfer between the annular plasma and the sample injected along the axis of an ICP. The aim of the thesis is at understanding some of them. In the process of evaporation and dissociation, water in the sample consumes an amount of energy, but on the other hand, yields hydrogen which improves the thermal transfer process between the annular plasma and the central channel. This is confirmed by the facts that desolvation decreases the axial excitation temperature but an addition of hydrogen in the central channel produces a significant increase. In the process of ionization-excitation, the charge-transfer from argon ions to the analyte atoms may be important if the total ionization-excitation energy of an ionic line is about 16 eV. The behaviour of an ionic line of magnesium favours this mechanism. An important deviation from ETL results, which is modified by the presence of hydrogen and of an alkaline element matrix. Interferences of easily ionized elements such as sodium and potassium are related to non-thermal mechanisms. They could be reduced by a convenient selection of operating parameters such as flow and linear velocity of the injection gas and observation height.