Analyses physico-chimiques sur les engrais, dans le cadre d'un ...

Publié par

  • cours - matière potentielle : fabrication
  • cours - matière potentielle : du temps
  • exposé
  • rapport de stage - matière potentielle : premiere annee
1 ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE RENNES - CEDEST ENGRAIS RAPPORT DE STAGE DE PREMIERE ANNEE Analyses physico-chimiques sur les engrais, dans le cadre d'un laboratoire industriel de contrôle. - Mise au point d'une méthode de dosage du calcium et du magnésium. Stagiaire : Philippe GORLIER * Maître de stage : Michel CORNU
  • mg par spectrométrie de flamme
  • production mondiale d'engrais phosphatés
  • méthode de dosage des ions calcium
  • magnésium
  • dosage des phosphates
  • flamme air-acétylène oxydante
  • engrais
  • calcium
  • produits
  • produit
Publié le : mercredi 28 mars 2012
Lecture(s) : 499
Source : philippe.gorlier.voila.net
Nombre de pages : 20
Voir plus Voir moins


ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE RENNES

-

CEDEST ENGRAIS







RAPPORT DE STAGE DE PREMIERE ANNEE






Analyses physico-chimiques sur les engrais,
dans le cadre d’un laboratoire industriel de contrôle.
-
Mise au point d'une méthode de dosage
du calcium et du magnésium.




















Stagiaire : Philippe GORLIER * Maître de stage : Michel CORNU

1
PLAN DU RAPPORT





Avant Propos


Introduction


I. Les engrais
1. Généralités
2. Les différents types d’engrais
a) Les engrais azotés
b) Les engrais phosphatés
c) Les engrais potassiques
d) Les engrais binaires et ternaires


II. Méthodes physico-chimiques de contrôle
1. Analyses physiques
2. Analyses chimiques
a) Analyse de l'azote
b) Analyse des phosphates
c) Analyse du potassium
d) Analyses du calcium et du magnésium


III. Mise au point d'une méthode de dosage des éléments Ca et Mg par spectrométrie de flamme
1. Description sommaire de l'appareillage et des réglages spectrophotométriques
2. Solutions de référence
3. Solutions d'essai
4. Résultats d'analyses
a) Influence du milieu
b) Importance de l'étalonnage
c) Optimisation des réglages de l'appareil

5. Synthèse des résultats


Conclusion


Remerciements


Sources


Annexes
2
AVANT - PROPOS



Jusque 1981, l’industrie de la sidérurgie s’était dotée d’entreprises annexes pour valoriser ses
résidus ; ainsi, le laitier était utilisé dans les ciments et les scories étaient revalorisées dans les engrais. La
nationalisation de la sidérurgie française fera réagir les industriels de ce secteur et c’est dans ce contexte
que naîtra le groupe C.E.D.E.S.T. (Ciments et Engrais de Dannes et de l’Est). Cette société, désormais
uniquement spécialisée dans les engrais, commercialise aujourd'hui tous les types d’engrais composés
(pulvérulents, compactés, granulés ou modulaires) et développe un procédé original pour la fabrication de
produits d’hygiène pour litières animales. Sa capacité de production annuelle atteint un million de tonnes
pour neuf sites de production répartis sur toute la France. Avec un catalogue de plus de mille produits et
une présence commerciale dans les principaux pays européens, le groupe Cedest-Engrais se situe en tête
des usines européennes grâce à sa production remarquée et le niveau de qualité de ses produits.


L’effectif de l'usine de Mont Notre Dame se monte à 60 personnes environ. C'est l'une des plus
grandes usines françaises de production d’engrais, qu’elle assure depuis 1933. Successivement lieu de
production des entreprises Gardinier S.A., de Rhône Poulenc et de la Compagnie Française de l’Azote
(COFAZ, devenue par la suite Norsk Hydro Azote), l’exploitation de l’usine sera confiée en 1988 à
Cedest-Engrais. L’usine est équipée d’un procédé mécanique de compactage à froid [cf. annexe 1] qui est
plus économe en énergie et plus sûr que la granulation par attaque chimique mais qui demande cependant
des coûts de logistique importants. Le niveau des investissements de l’usine a été particulièrement élevé
ces dernières années pour accompagner l’ensemble des ventes. Cependant, c’est dans le domaine de la
qualité que l’influence du groupe Cedest-Engrais s’est fait sentir sur l’usine. Ceci se traduit par une charte
de qualité adaptée aux principales fonctions opérationnelles, par un suivi étroit de la production à l’aide
de l’informatique, et par de nombreux contrôles des produits en cours de fabrication et lors des
expéditions.




INTRODUCTION



L'usine de Mont Notre Dame est dotée d'un laboratoire de contrôle dont le rôle est d'analyser
quotidiennement toutes les matières premières qui entrent dans l'usine, de procéder au suivi de la
fabrication ainsi que d'expéditions ponctuelles, et de répondre enfin aux demandes d'analyses des autres
usines du groupe. Le nombre moyen d'échantillons traités par jour se monte à 12, ce qui représente en
moyenne 68 analyses quotidiennes, portant à la fois sur les caractéristiques physiques et chimiques de
l'engrais.


Dans le but d'améliorer l'efficacité et la rapidité de ses résultats, le laboratoire a cherché à
développer une méthode de dosage des ions calcium et magnésium par spectrométrie d'absorption de
flamme. Mon stage, qui s'inscrivait dans le cadre général d'une découverte du monde industriel, s'est axé
sur deux grands thèmes : les analyses physico-chimiques sur les engrais d'une part, et, d'autre part, sur
l'élaboration et l'optimisation d'une méthode de dosage des ions calcium et magnésium.
3
I. LES ENGRAIS

1. Généralités

La constitution de la matière sèche d’un végétal fait apparaître à 99 %, neufs éléments principaux
et 1 % d’oligo-éléments. Ces neufs éléments sont dits plastiques, de par leur intervention dans la
formation des tissus végétaux.

Eléments C O H N P K Ca Mg S
% (en masse) 42 44 6 2 0,4 2,5 1,3 0,4 0,4

Les besoins des plantes en carbone, oxygène et hydrogène, pour leur croissance sont assurés par le
dioxyde de carbone de l’air et par l’eau. Les autres éléments indispensables (azote, phosphore et
potassium et, en quantités moindres, calcium, magnésium et soufre), ainsi que les principaux oligo-
éléments (zinc, cuivre, manganèse, molybdène, fer, bore, chlore) sont fournis aux plantes par le sol.

Pour augmenter le rendement des terres arables, les sols ont été très tôt fertilisés avec des engrais,
d’abord naturels (déjections animales, nitrates naturels …). Les besoins alimentaires croissant ont conduit
èmedès le début XX siècle à l’utilisation des engrais de synthèse, qui assurent aujourd'hui environ 50 %
des récoltes. Ces engrais contiennent usuellement, sous des formes variées, un ou plusieurs des trois
éléments fertilisants fondamentaux : l'azote, le phosphore et le potassium. La consommation mondiale
d’engrais a représenté 145 millions de tonnes d’éléments fertilisants en 1988-89, avec un taux de
croissance de 2,5 à 3 % par an. Le marché français des engrais est le premier dans l'Union Européenne et
le quatrième dans le monde. La France, avec 23 % de la surface fertilisable en Europe, consomme 31 %
des engrais avec environ 192 kg d’éléments fertilisants par hectare de surface agricole utile fertilisable.
L’importance du rendement d’une récolte est déterminée par l’élément qui se trouve en plus petite
quantité par rapport aux besoins de la culture (Les éléments fertilisants sont par ailleurs souvent en
interaction positive les uns avec les autres). Les engrais présentent les caractéristiques suivantes : ils sont
pondéreux (problèmes de stockage et de transport), de faible valeur (1 à 1,3 FF/kg), d’emploi saisonnier.


2. Les différents types d’engrais

Quelque soit le type d’engrais, la ou les teneurs en éléments fertilisants répondent à une définition
particulière liée à la nature de ce ou ces éléments : les teneurs des engrais indiquent respectivement des
pourcentages massiques équivalents en N, P O et K O. On distingue alors les engrais simples (N,P,K) et 2 5 2
les engrais composés (binaires : NP, NK, PK et ternaire : NPK). De plus, il est usuel de trouver des
éléments secondaires comme le magnésium et le calcium, dont les teneurs sont exprimées respectivement
en MgO et CaO.

a) Les engrais azotés

L’azote ne peut pas être mis en réserve dans le sol d’une année sur l’autre, contrairement au
phosphore et au potassium. La matière première de départ est le sulfate d’ammonium mais on rencontre
également les phosphates et les nitrates d'ammonium (ammonitrates). Les nitrates d'ammonium sont à
action rapide ; les autres engrais azotés, notamment l’urée et la cyanamide calcique, sont à action plus
lente, car ils doivent être transformés en nitrates par fermentation bactérienne pour pouvoir être assimilés.

b) Les engrais phosphatés

Il s’agit des superphosphates triples titrant 45 % en P O : mélanges de phosphates de calcium 2 5
obtenus par action de l’acide phosphorique sur les apatites naturelles broyées. On rencontre ainsi les
4
phosphates tricalcique, bicalcique et monocalcique de formule respective Ca (PO ) , CaHPO et 3 4 2 4
Ca(H PO ) . Les phosphates d’ammonium NH H PO et (NH ) HPO entrent également dans cette 2 4 2 4 2 4 4 2 4
catégorie. La production mondiale d’engrais phosphatés est d’environ 40 millions de tonnes par an.

c) Les engrais potassiques

Ce sont essentiellement des sels ou mélanges de sels de potassium - KCl et K SO - qui sont des 2 4
résidus solides de mers évaporées. La production mondiale d’engrais potassiques est d’environ 27
millions de tonnes par an.

d) Les engrais binaires et ternaires

Ce sont des mélanges des différents types d'engrais présentés plus haut.




II. METHODES PHYSICO-CHIMIQUES DE CONTROLE

L'activité essentielle de l'usine de Mont Notre Dame concerne la production d'engrais compactés.
Ce type d'engrais composés utilise des engrais simples comme matière première, dont les teneurs
minimales sont spécifiées par les normes NF. Le laboratoire se charge de déterminer les titres exacts des
engrais simples pour que la formulation de l'engrais composé final se fasse au mieux. La plus grande
partie des analyses est cependant consacrée au suivi de la fabrication, et ce à plusieurs endroits de la
chaîne de production, pour vérifier l'adéquation entre les titres prévus et ceux qui sont expérimentalement
déterminés. S'ajoute à cela des contrôles ponctuels sur les produits finis, destinés à l'expédition.

Les tolérances accordées sur les résultats donnés par le fabricant sont les suivantes :
- Pour un engrais binaire P.K. : 1,1 points de tolérance sur le pourcentage par élément, sans toutefois
que la somme des erreurs sur les éléments principaux dépasse 1,5.
- Pour un engrais ternairee par élément, sans toutefois que la
somme des erreurs sur les éléments principaux dépasse 1,9.


1. Analyses physiques

Les analyses physiques portent sur l'engrais brut. Elles sont au nombre de quatre : l'humidité, la
densité, la granulométrie et la dureté.

• Le pourcentage d'humidité est déterminé en réalisant une perte de masse à 105°C.
• La densité est prise comme la masse d'un litre d'engrais non tassé.
• On réalise le tamisage de l'engrais à différents diamètres (de 2 à 6,30 mm) : les fractions de produit
non passant sur chacun des tamis permettent d'accéder à la granulométrie. Lorsque le produit est
pulvérulent, on parlera plutôt de finesse qui est définie comme le pourcentage de produit passant à
travers les tamis (diamètres compris entre 63 µm à 1 mm).
• Le pourcentage de produit marchand (dont le diamètre est compris entre 2 et 5 mm), après passage de
l'engrais dans un broyeur à boulets pendant un quart d'heure à 40 tours/min, caractérise la dureté du
grain.

Les matières premières sont également soumises à des mesures de pH.


5
2. Analyses chimiques

a) Analyse de l'azote

L'analyse de l'azote fait intervenir une mise en solution préalable qui est de nature différente selon
la forme azotée considérée. La mise en solution a pour but d'obtenir tout l'azote présent sous forme
ammoniacale : le sulfate d'ammonium sera donc simplement solubilisé en milieu acide tandis que le
nitrate d'ammonium devra être préalablement réduit par l'alliage de Dewarda ; de même, l'urée sera
minéralisée par un catalyseur de minéralisation. D'une façon générale ou dans le cas d'un engrais de
composition inconnue, la mise en solution consiste à réduire les composés azotés avec du fer métallique
puis à minéraliser les produits résultants sous forme ammoniacale. On distille ensuite le mélange obtenu
en présence de soude pour réaliser une extraction à la vapeur de l'ammoniac. Le distillat est récupéré dans
-1un bécher contenant 50 mL d'acide sulfurique (à 0,2 mol.L ) et l'excès d'acide est finalement dosé par de
la soude en présence d'un indicateur coloré (indicateur de Tashiro). Le résultat qui en découle exprime le
pourcentage massique en azote, N.

b) Analyse des phosphates

L'extraction totale des formes phosphatées se fait en milieu chloro-nitrique. Elles sont aussi
extraient par solubilisation dans l'acide citrique, l'acide formique, l'eau et les citrates alcalins : ceci permet
de déterminer la proportion en phosphate - rapportée en pourcentage massique de pentaoxyde de
phosphore, P O - soluble dans ces différents milieux, et de connaître ainsi la part de phosphore 2 5
directement assimilable par les différents types de sol, dont la nature est variable. Le dosage des
phosphates résultants de l'extraction ou de la solubilisation se fait par spectrophotométrie en présence d'un
réactif colorimétrique (le réactif vanadomolybdique), qui donne une coloration jaune directement
proportionnelle à la concentration.

c) Analyse du potassium

L'extraction du potassium se fait par solubilisation dans l'eau. Le pourcentage massique de
potassium - rapporté en oxyde de potassium, K O - est déterminé par absorption atomique de flamme 2
(flamme air-acétylène oxydante - λ = 404,5 nm).

d) Analyse du calcium et du magnésium

L'extraction du calcium et du magnésium se fait en milieu chloro-nitrique (même solution de base
que pour le dosage des phosphates) ou en milieu chlorhydrique seul (dans le cas où le dosage des
phosphates n'est pas utile).

- Le dosage du calcium est un titrage complexométrique par l'E.D.T.A. en milieu alcalin à un pH d'au
moins 12 (obtenu par l'introduction de 8 mL de potasse dans la solution), en présence de magnésium
pour sensibiliser le virage et de triéthanolamine pour bloquer certains ions gênants comme
l'aluminium et le fer. L'indicateur utilisé est l'acide calcone carboxylique (réactif de Patton et Reeder).
Le titre en calcium est rapporté à un titre en oxyde de calcium, CaO.

- La détermination du titre en magnésium - rapporté à un titre en oxyde de magnésium, MgO - provient
du titrage complexométrique de la somme "calcium + magnésium" par l'E.D.T.A. en milieu tamponné
à un pH égal à 10,5 environ (obtenu par l'introduction de 6 mL de tampon ammoniacal dans la
solution), en présence de triéthanolamine pour bloquer certains ions gênants comme l'aluminium et le
fer. L'indicateur utilisé est mixte : pourpre de phtaléine et vert de β-naphtol. Le titre en oxyde de
magnésium s'obtient par différence.

6
III. MISE AU POINT D'UNE METHODE DE DOSAGE DES ELEMENTS
Ca ET Mg PAR SPECTROMETRIE D'ABSORPTION DE FLAMME

2+ 2+Le dosage complexométrique des ions Ca et Mg , exposé plus haut, impose de réaliser le
dosage du calcium pour pouvoir déterminer ensuite le titre du magnésium. Or, si la concentration d'un
engrais en magnésium doit être garantie par le fabricant, les normes n'imposent pas la donnée du titre en
calcium. De plus, les tolérances pour le dosage du magnésium sont de ± 0,9 (rapporté en pourcentage de
MgO), et les résultats expérimentaux du dosage du calcium et du magnésium sont analysables avec une
incertitude respective de ± 0,3 pour le calcium et ± 0,5 pour le magnésium

C'est donc dans un but de simplicité, de rapidité et de fiabilité qu'une méthode de dosage des
éléments Ca et Mg a été mise au point. Il s'agit d'une analyse par spectrophotométrie d'absorption
atomique de flamme faisant intervenir le spectrophotomètre Perkin Elmer A.Analyst 100 du laboratoire.
Le protocole expérimental a été élaboré en conjuguant les impératifs du constructeur et la norme NF-U-
44-148 sur le dosage du calcium et du magnésium.


1. Description sommaire de l'appareillage et des réglages spectrophotométriques

Le brûleur est du type à pré-mélange et engendre une flamme oxydante air-acétylène.
L'alignement du brûleur ainsi que le débit des gaz et des solutions n'ont pas été modifiés par rapport à leur
état initial pour les essais que nous avons réalisés, étant donné que ces réglages de l'appareil étaient déjà
optimisés dans le cadre du dosage du potassium. Il en est de même pour le fonctionnement du nébuliseur.

La source de rayonnement est une lampe à décharge à cathode creuse, qui conjugue l'analyse des
deux éléments Ca et Mg. Son domaine d'utilisation est compris entre 0 et 25 mA, mais le constructeur
préconise de l'utiliser à 15 mA : nous sommes donc restés à cette intensité pendant toute la durée des
essais. Les longueurs d'onde choisies sont conformes à la norme et les largeurs de fente relative à ces
longueurs d'onde sont imposées par le constructeur (voir ci-dessous). La position de la lampe est
directement fixée par le spectrophotomètre, qui optimise lui-même les réglages de façon à obtenir
l'énergie maximale.

Les données spectrophotométriques sont les suivantes :

Dosage du calcium :

-1λ = 422,7 nm sensibilité = 92 µg.L
-1échelle de linéarité = 5 mg.L largeur de fente = 0,7 nm

Dosage du magnésium :

-1λ = 285,2 nm sensibilité = 7,8 µg.L
-1échelle de linéarité = 0,5 mg.L largeur de fente = 0,7 nm


2. Solutions de référence

-1 Une solution de chlorure de lanthane, à 50 g.L de lanthane, est utilisée comme tampon
spectrophotométrique pour éviter une baisse de sensibilité du calcium et du magnésium, due aux éléments
Al, Be, P, Si, Ti, V ou Zr. Conformément à la norme, cette solution est préparée à partir de 58,64 g de
La O et de 250 mL d'acide chlorhydrique concentré, le tout dans un litre d'eau déminéralisée. Toutes les 2 3
solutions finales comportent 5 % en volume de cette solution de chlorure de lanthane.
7
Le caractère très acide de cette solution (pH ≈ 1,3) permet de toujours rester en milieu acide, quelle que
soit la nature acido-basique de la solution d'essai et de ne jamais faire précipiter les hydroxydes de
calcium ou de magnésium.

-1 -1 2+ La solution mère de calcium titre 875 mg.L de CaO (soit 625 mg.L de Ca ). Elle est réalisée à
partir de carbonate de calcium, préalablement séché à l'étuve. Deux solutions étalons, obtenues par
dilutions successives, permettront d'étalonner le spectrophotomètre. L'une correspond à la limite de
-1 -1 2+linéarité : Etalon ! à 7,00 mg.L en CaO (soit 5,00 mg.L en Ca ) ; la concentration de l'autre
-1 -1correspond à la moitié de la limite de linéarité : Etalon " à 3,50 mg.L en CaO (soit 2,50 mg.L en
2+Ca ).

-1 -1 2+La solution mère de magnésium titre 2 g.L de MgO (soit 1,21 mg.L de Mg ). Elle est réalisée à
partir de sulfate de magnésium hepta-hydraté. Deux solutions étalons, obtenues par dilutions successives,
permettront d'étalonner le spectrophotomètre en mode linéaire. L'une correspond pratiquement à la limite
-1 -1 2+de linéarité : Etalon ! à 0,80 mg.L en MgO (soit 0,48 mg.L en Mg ) ; la concentration de l'autre
-1 -1 2+correspond à la moitié de la précédente : Etalon " à 0,40 mg.LO (soit 0,24 mg.L en Mg ).
D'autre part, une autre série d'étalons à été réalisée pour le domaine non-linéaire, également préconisé par
-1 -1 2+ -1le constructeur : Etalon ! à 0,80 mg.L en MgO (soit 0,48 mg.L en Mg ) ; Etalon " à 2,00 mg.L en
-1 2+ -1 -1 2+MgO (soit 1,21 mg.L en Mg ) ; Etalon # à 4,00 mg.L en MgO (soit 2,41 mg.L en Mg ).

2+ 2+Une solution "standard" comportant à la fois des ions Ca et Mg a également été préparée dans
le but de pouvoir faire une corrélation entre les résultats théoriques attendus et les résultats expérimentaux
obtenus mais aussi de pouvoir faire un suivi des solutions au cours du temps. Les concentrations ont été
calculées pour être environ égales aux trois quarts de la concentration limite de linéarité : C = 5,26 CaO
-1 -1mg.L et C = 0,63 mg.L . MgO


3. Solutions d'essai

Pour rester dans le cadre d'une simplification des manipulations, les méthodes d'extraction restent
les mêmes que précédemment, c'est-à-dire :
- Solubilisation de l'engrais en milieu chloro-nitrique si le filtrat final sert pour le dosage des
phosphates et pour le dosage de CaO et de MgO.
- Solubilisation en milieu chlorhydrique seul, lorsque le dosage des phosphates n'est pas nécessaire.

Le tableau de l'annexe 2 présente la méthode expérimentale de préparation des échantillons que
j'ai pu établir et que j'ai essayé d'optimiser. Les pesées sont toujours déterminées par rapport au
pourcentage en P O postulé dans l'engrais, car la concentration du filtrat final doit également se trouver 2 5
dans les limites de linéarité du spectrophotomètre servant à doser les phosphates. Les dilutions
nécessaires pour le dosage du calcium et du magnésium interviennent dans un second temps et sont
déterminées pour rester toujours en dessous du domaine défini par les solutions étalons.


4. Résultats d'analyses

Les résultats expérimentaux présentés ci-dessous sont regroupés sous forme d'exemples dans les
tableaux de l'annexe 3.

a) Influence du milieu

La mise en solution des échantillons fait intervenir deux méthodes d'extraction différentes
possibles. Des comparaisons ont donc été effectuées pour savoir si le milieu pouvait avoir une influence
8
notable sur les mesures. En prenant le même produit de départ, deux extractions différentes ont été
réalisées, respectivement en milieu chloro-nitrique et en milieu chlorhydrique seul, et testées avec le
spectromètre. Les résultats obtenus [cf. exemple : tableau 1] sont très voisins et tendent à montrer que le
milieu n'a pas d'influence sur les mesures. Il en est de même sur les résultats tirés du dosage
complexométrique.

De même, le phosphore étant un des éléments qui engendre une baisse de sensibilité de la mesure
des éléments calcium et magnésium, il nous a paru important de tester si le tampon spectrométrique était
suffisant ou si la présence d'engrais phosphatés induisait une erreur sur la mesure. L'ensemble des
mesures prises sur des échantillons riches en phosphates [cf. exemple : tableau 2] ne montre pas de
tendance particulière et on peut supposer que le tampon est suffisant pour masquer l'effet de l'élément
phosphore sur la flamme.

Les différentes conditions de milieux ne sont donc pas un facteur limitant de l'analyse.

b) Importance de l'étalonnage

Les concentrations en magnésium dans les engrais sont parfois assez importantes. Le constructeur
précise que le domaine de linéarité du spectromètre (domaine de mesure optimal) pour le magnésium
-1n'est valable que jusque 0,5 mg.L . Or, les fortes dilutions nécessaires pour rester dans le domaine
linéaire se répercutent sur les résultats finaux en "gonflant" le facteur d'erreur. Travailler dans le domaine
non linéaire de l'appareil permet d'augmenter non seulement la plage de mesure des concentrations de
magnésium mais aussi d'éviter le nombre de dilutions et donc le report des facteurs de dilution (jusqu'à
800 !) ; toutefois, le constructeur précise que le domaine non linéaire n'entre pas dans les conditions
optimales de mesure de l'appareil. Les analyses montrent en effet des variations assez fortes entre les
résultats issus des domaines linéaire et non linéaire [cf. exemple : tableau 3]. Même si le domaine non
linéaire permet l'augmentation de la plage de mesure et l'économie des dilutions, l'écart des résultats est
trop important pour que l'on puisse retenir une telle méthode. Les facteurs de dilution élevés, propres au
dosage dans le domaine linéaire, n'engendrent pas quant à eux de variation sur le pourcentage final aussi
forte que celle évoquée précédemment et c'est pourquoi il a été décidé de travailler par la suite en
domaine linéaire.

C'est toujours dans un esprit d'efficacité et de rapidité qu'on a voulu savoir si le passage de deux
solutions étalon était véritablement nécessaire pour les titres en calcium et en magnésium. On a donc
procédé à des déterminations faisant intervenir deux solutions étalon puis une seule solution étalon (celle
de concentration la plus élevée). Au vu des résultats obtenus [cf. exemple : tableau 4], il s'avère que le
spectromètre donne des résultats tout à fait cohérents avec le passage d'une seule solution étalon au lieu
de deux.

c) Optimisation des réglages de l'appareil

Afin d'obtenir un écart type minimum au niveau des résultats donnés par le spectromètre, il a fallu
déterminer la meilleure adéquation entre le nombre de mesures effectuées, le temps d'intégration des
mesures, le délai de lecture et la mantisse de la valeur mesurée. Après de nombreux tests, on a pu
déterminer un quadruplet qui semble donner une certaine stabilité aux résultats affichés à l'écran de
l'appareil. Le nombre de mesures est de 5, le temps d'intégration est de 3 secondes, le temps de délai est
de 3 secondes et la valeur est donnée à trois chiffres après la virgule. Ces résultats sont cependant assez
approximatifs car ils ne résultent pas d'essais successifs sur le même échantillon : C'est l'observation d'une
tendance qui a été observée au cours de toutes les analyses effectuées.



9
5. Synthèse des résultats

L'étude exposée se proposait d'optimiser une méthode de dosage des ions calcium et des ions
magnésium par spectrométrie d'absorption de flamme. On a vu que tous les échantillons peuvent être
analysés, quelle qu'en soit la nature, et ce en faisant intervenir la méthode d'extraction la plus pratique par
rapport à l'engrais considéré et des analyses ultérieures auxquelles il sera soumis. On a pu déterminer le
domaine de travail ainsi que le nombre d'étalons nécessaires à l'obtention de résultats cohérents.
L'optimisation des réglages a débouché sur quelques tendances qui ne sont pas pour autant définitives,
faute de manipulations uniquement dirigées à cet effet.

L'annexe 4 regroupe les conclusions finales de mon étude : cette annexe est en réalité la feuille
que j'ai pu laisser au laboratoire comme mode opératoire systématique à appliquer dans le cadre d'un
travail de routine. Elle représente la synthèse de toutes mes observations.

L'étude de la solution "standard" a permis de comparer les résultats expérimentaux et théoriques. Il
s'avère que l'évolution des concentrations de cette solution, toutes choses étant égales par ailleurs, montre
une certaine baisse au bout d'un mois d'utilisation. Ceci peut faire penser que cette solution a pu subir une
oxydation et que les composés n'ont pas pu être tous détectés au final. On pourrait donc remettre en cause
les comparaisons qui ont eu lieu avec les solutions étalons, toutefois, même si elles n'ont pas été préparées
chaque jour, on a veillé à refaire assez fréquemment ces solutions qui servent à l'étalonnage de l'appareil.
D'une façon générale, il faudra donc veiller à préparer de petites quantités de solution étalon afin de ne
pas induire d'erreur au fil du temps.

La comparaison des écarts entre les résultats spectrométriques d'une part et les résultats
complexométriques d'autre part fait toutefois apparaître une certaine différence qui dépasse assez
fréquemment les 0,5 %. Cette différence n'est pas caractéristique, elle est positive ou négative selon les
échantillons, sans qu'aucune tendance puisse apparaître et fasse émerger de paramètre d'erreur. C'est ainsi
que l'on peut avoir des résultats spectroscopiques tous bien centrés sur une valeur (quelque soit le mode
d'extraction, le nombre de solutions étalons …) mais qui diffère d'un point par rapport aux résultats
complexométriques ! Cet écart n'est naturellement pas envisageable au niveau des résultats, sachant que
les tolérances n'acceptent que ± 0,9 % pour l'oxyde magnésium. N'ayant pas réussi à cibler correctement
ce problème particulier, le laboratoire n'a pas pu mettre en place de façon systématique la méthode
proposée [cf. annexe 4]. Une étude ultérieure permettra sans doute d'affiner les paramètres et de mettre
sur pied une méthode d'analyse systématique.
10

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.