Le Compendium
      Albert Balasse

Spectrocolorimètre type d'Arsonval
par Ph. & F. Pellin

Coffret spectrocolorimétrique Ph. & F.Pellin : 26 x 17 x 9 cm. Toutes les pièces sont numérotées "5".- Vers 1910

L'ensemble, signé Ph. & F. PELLIN, est composé d'un colorimètre du type DUBOSCQ et d'un spectroscope à vision directe d'AMICI permettant de transformer l'appareil en spectrocolorimètre selon d'ARSONVAL.

Le colorimètre permet de comparer les intensités de la coloration de deux solutions de même nature, donc douées du même pouvoir d'absorption. Une solution de concentration connue est placée à côté de la solution de concentration inconnue. Les deux liquides étant éclairés, par-dessous et de manière identique, on cherche, en faisant varier la couche de l'un ou de l'autre, à obtenir la même intensité lumineuse lorsqu'on observe à travers et en direction de la source éclairante. Le rapport des épaisseurs de solutions traversées pour obtenir cette uniformité est égal au rapport inverse des concentrations en substance absorbante.

Les plongeurs et les godets à fond transparent.
Les supports cylindriques des godets ont, bien entendu, leur fond ajouré.

Le Catalogue Ph. & F. PELLIN de 1913 illustre la marche des rayons lumineux entre le miroir M et l'oculaire A ainsi que les deux plages dont on doit obtenir l'égalité. C et C' sont des godets en verre, au fond transparent, contenant les solutions à comparer. T et T' sont des plongeurs en verre plein, fixes. Ils sont surmontés par deux prismes à réflexion totale P et P' qui rapprochent et renvoient la lumière dans l'oculaire A. L'œil observe deux plages lumineuses séparées par un trait fin correspondant à la jonction des deux prismes. L'opération consiste à placer une solution de concentration connue dans l'un des godets et la solution de concentration à déterminer dans l'autre. Les godets peuvent se déplacer verticalement et on doit repérer leur positon à l'obtention de l'égalité des intensités lumineuses des plages observées à travers l'oculaire. L'instrument permet de déterminer les épaisseurs traversées, c'est-à-dire la hauteur de liquide présent entre la base du plongeur et le fond du godet...

La solution référence de concentration connue est placée dans l'un des godets et la solution de concentration à déterminer dans l'autre. Les godets sont disposés sur leur support annulaire et déplacés verticalement jusqu'à immersion des plongeurs. Lorsque les épaisseurs de solutions traversées sont égales, on remarque, ici, que la plage qui correspond à la solution à doser est la plus sombre :

L'observateur est situé du côté de la zone de lecture du colorimètre. Dans l'oculaire, les plages droite et gauche sont donc inversées par rapport à la photographie précédente.

Il faut réduire l'épaisseur de liquide traversé dans le godet gauche (ou faire l'inverse dans l'autre godet) pour obtenir l'égalité des plages. Dans notre simulation, l'épaisseur de solution référence est égale à 30,0 mm. Pour observer des plages identiques dans l'oculaire, il a fallu remonter le godet contenant la solution à doser. L'uniformité atteinte, le trait 0 du vernier est entre les traits 10 et 11 mm de la graduation principale et c'est la graduation 5 du vernier qui est en face un trait de la graduation principale. L'épaisseur de la solution à doser est donc égale à 10,5 mm. La concentration inconnue découle ensuite de l'application d'une simple "règle de trois" ...

 30  
10,5

c à déterminer = c référence  x  

Le texte qui suit est issu du compte-rendu de la séance tenu le 18 avril 1890 par la SOCIÉTÉ FRANCAISE DE PHYSIQUE. Il évoque la transformation du colorimètre en spectrocolorimètre par adjonction d'un spectroscope à vision directe :

Ce spectroscope à vision direct d'Amici accompagne notre colorimètre. Encore protégée par sa bonnette amovible, on voit, à gauche, la fente dont la succession d'images monochromatiques, parallèles les unes aux autres, produit un spectre d'autant plus pur, mais également moins lumineux, que cette fente est plus fine.

Dans la version proposée par d'ARSONVAL, le spectroscope remplace l'oculaire classique. Les godets étant vides et le miroir correctement réglé par rapport à la source lumineuse, l'œil observe deux spectres continus identiques, caractéristiques de la lumière blanche émise par la source, séparés par un trait correspondant à la jonction des prismes à réflexion totale du colorimètre. Par suite, l'instrument peut d'abord être utilisé pour reconnaitre le spectre d'absorption d'une substance liquide. Ensuite, on peut comparer cette substance avec une substance de référence présentant des similitudes à certains endroits du spectre d'absorption. Avec notre modèle de spectroscope, il est même possible de délimiter la zone intéressante par glissement de deux languettes qui traversent le champ de l'oculaire. On isole ainsi la portion de spectre utile pour l'analyse. 

Dans son ouvrage "MANIPULATIONS DE PHYSIQUE à l'usage des candidats au Certificat d'études physiques, chimiques et naturelles, A. LEDUC propose une séance d'utilisation du spectrocolorimètre. Le dessin, à gauche, est tiré de cet ouvrage :  L est la lunette d'observation classique et S le spectroscope à vision directe qui transforme le colorimètre en spectrocolorimètre. S'il s'agit bien de l'instrument construit par la maison Pellin, il ne possède pas le dispositif permettant d'isoler la zone spectrale intéressante. On peut noter que le modèle de la Fig. 60 du cours de LEDUC porte le nom PH. PELLIN, PH pour Philibert, c'est-à-dire PELLIN père, alors que notre spécimen est signé PH. & F. PELLIN, F pour Félix, son fils avec qui il est associé en 1900 et pour une dizaine d'années. Notre modèle, perfectionné, peut avoir été construit entre 1900 et 1910 ...

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