Le Compendium
      Albert Balasse

Spectrocolorimètre type d'Arsonval
Ph. & F. Pellin

Coffret spectrocolorimétrique Ph. & F.Pellin contenant le corps du colorimètre, 2 jeux de cuves, 2 jeux de plongeurs et, dans le fond, le tube spectroscopique d'Amici avec son oculaire à champ variable - Dimensions du coffret : 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.

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 liquides 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. Le rapport des épaisseurs de liquide dans chaque cuve c'est-à-dire la hauteur comprise entre la base du plongeur et le fond de la cuve est égale au rapport inverse de leurs concentrations. Connaissant l'une des concentrations, on peut donc en déduire la seconde ...

Au dos du colorimètre, deux boutons moletés permettent, chacun par l'intermédiaire d'un pignon et d'une crémaillère, d'élever ou d'abaisser le godet qui lui correspond. Sa position est repérée sur une échelle millimétrée gravée sur le bâti de l'instrument et devant laquelle se déplace un vernier au 1/10 entrainé lors du déplacement. Lorsque le fond d'un godet est en contact avec la base de son plongeur, le zéro du vernier et celui de la règle sont en coïncidence. Par suite, on comprend que la graduation permet de déterminer, avec une précision du 1/10 mm, l'épaisseur de liquide traversé par la lumière qui parvient à l'œil de l'observateur.

L'épaisseur de solution référence est égale à 30,0 mm. Pour obtenir l'égalité des plages de 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 de la "règle de trois" ...

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. 

Une séance pratique utilisant le spectrocolorimètre est proposée en 1895 par A. LEDUC dans son ouvrage MANIPULATIONS DE PHYSIQUE à l'usage des candidats au Certificat d'études physiques, chimiques et naturelles. 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 du cours porte le nom PH. PELLIN, PH pour Philibert c'est-à-dire Pellin père alors que notre modèle 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 ...

MANIPULATIONS DE PHYSIQUE
Par A. LEDUC - Paris- 1895

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52/nouvelle version/15 mai 2015