aame3122015-1
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ANALISIS QUIMICO INSTRUMENTAL
ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ATOMICA
Ing. Ma. Flor Surez S.
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ASPECTOS GENERALES
La espectroscopa estudia en que frecuencia o
longitud de onda una sustancia puede absorber o
emitir energa en forma de un cuanto de luz.
La energa de un cuanto de luz de una onda
electromagntica, equivale a la diferencia de
energa de dos estados cunticos de la substancia
estudiada: E = h . v
h: constante de Planck;
v: frecuencia del cuanto de luz
E: es la diferencia de energaIng. Ma. Flor Surez S.
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La espectroscopa cubre una gran parte delespectro electromagntico, que va de lasmicroondas hasta los rayos gamma.
Ing. Ma. Flor Surez S.
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Definiciones previas
La espectroscopia es el estudio de la
interaccin entre la radiacin electromagntica y
la materia. El anlisis espectral en el cual se
basa, permite detectar la absorcin o emisin de
radiacin electromagntica a ciertas longitudes
de onda, y relacionar stas con los niveles de
energa implicados en una transicin cuntica.
Ing. Ma. Flor Surez S.
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Definiciones previas (2)
La fotometra o "medida de la luz" es un mtodo
ptico de anlisis dentro del cual se encuentran la
colorimetra y la espectrofotometra, que miden
la cantidad de luz absorbida por sustancias
coloreadas o incoloras.
La luz puede ser considerada como una
perturbacin electromagntica de naturaleza
ondulatoria que se propaga en el vaco en lnea
recta. Ing. Ma. Flor Surez S.
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Definiciones previas (3)
La espectrometra es la tcnica espectroscpica
para determinar la concentracin o la cantidad de
especies determinadas, para este fn se requiere
de un espectrmetro o espectrgrafo.
La espectrometra a menudo se usa en fsica y
qumica analtica para la identificacin de
sustancias mediante el espectro emitido o
absorbido por las mismas.
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Introduccin
La espectroscopia de Absorcin Atmica utiliza la
absorcin de la luz para medir la concentracin
de tomos en fase gaseosa. Dado que la
muestras se encuentran generalmente en estado
lquido o slido los tomos o iones deben
vaporizarse con una llama o horno de grafito.
Estos tomos absorben la luz visible o ultravioleta
y realizan transiciones a niveles de mayor
energa Ing. Ma. Flor Surez S.
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Fundamento
Mtodo de anlisis cuantitativo basado en laabsorcin de luz por tomos en estado libre.
Se toma como referencia la aplicacin de la Leyde Beer Lambert aplicada a la espectrofotometramolecular.
Usando excitacin de llama o elctrica la mayorparte de los tomos, permanecen en estadofundamental.
A partir de tomos libres, se desarrollan mtodosde anlisis ms sensibles.
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Componentes bsicos
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Interferencias
Espectrales
Por dispersin de la radiacin incidente sobre los
tomos.
Por absorcin de interferentes que no es capaz dediscriminar el detector.
Qumicas
Son consecuencias de las reacciones entre elanalito e interferentes presentes en la llama quedan lugar a compuestos poco voltiles.
Las interferencias qumicas se pueden subsanaradicionando protectores del analito (EDTA)
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Fuentes de excitacin
No se pueden usar fuentes de energa de banda ancha.
Se necesitan fuentes de energa que reduzcan
interferencias de otros elementos que absorber luz y
que eliminen background.
Son dos tipos de fuentes habituales:
Lmpara de ctodo hueco.
Lmpara de descarga sin electrodos.
Ing. Ma. Flor Surez S.
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Lmpara de ctodo hueco
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Lmpara de ctodo hueco
La lmpara produce lneas especficas del
ctodo con el que se disea.
El ctodo debe ser buen conductor de la
corrriente
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Lmpara de ctodo hueco
La lmpara est rellena de gas inerte.
Al aplicar un potencial el gas se excita yse dirige hacia el ctodo.
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Lmpara de ctodo hueco
El bombardeo de los tomos por el gas
hace que se exciten y al relajarse seproducen emisiones caractersticas deellos.
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Lmpara de ctodo hueco
La lmpara solo produce emisiones delneas del elemento con el que seconstruye el ctodo.
Se pueden disear lmparas demultielementos pero tienen un usolimitado.
No todos los metales sirven comomateriales del ctodo.
- pueden ser muy voltiles
- pueden ser no buenos conductores
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Chopper
Proporciona una modulacin de la seal enconjuncin con un amplificador.
El haz de luz se enva a la fuente deatomizacin.
Si el haz de luz se desdobla se consiguereducir el ruido de la fuente deatomizacin y se corrigen las variacionesdel instrumento.
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Fuentes de atomizacin
Siempre se precisa atomizar la muestra.
Hay dos procedimientos:
Atomizacin con llama:
- Muestras lquidas y gases
Atomizacin sin llama:
- Horno de grafito.
- Muestras slidas y lquidas.
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Atomizacin en llama
El combustible ms utilizado es el acetileno.
El aire y xido nitroso se pueden usar como
oxidantes.
El N2O tiene mayor poder calorfico pero tambin
ms ruido (seal background).
Acetileno/ aire: 2 100 - 2 400 C
Acetileno / N2O: 2 600 - 2 800C
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Atomizacin en llama
Caractersticas de la llama
Produce seales estables para la mayora de los
metales a nivel de ppm.
Es un procedimiento dinmico:
La muestra se consume de modo continuo.
Permite muestras grandes, > 1 mL.
La muestra tiene que ser un fludo.
Los lmites de deteccin son relativamente altos,dado que solo una porcin pequea de muestraest presente en la llama en un instante dado.
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Monocromador y detector
Se usan redes de difraccin sofisticadas, comosistema de seleccin de frecuencias(monocromador).
Como sistemas de deteccin se utilizanfotomultiplicadores (PM).
* En AA se utiliza un sistema de correccin deseal de fondo con chopper.
Los sistemas de correccin utilizan una lmparade deuterio adicional o bien hacen uso del efectoZeeman.
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Procedimiento analtico
A la hora de plantearse la determinacin de un
elemento hay que considerar:
- y ancho de rendija precisos.
- Sensibilidad e intervalo de linealidad precisos.
En la llama:
- Tipo de llama a seleccionar.
- Mtodo de mezclado de muestra.
En horno de grafito
- Temperatura ptima de atomizacin.
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Mtodos de AA
Los mtodos de AA estn claramente definidos.
Las condiciones estandarizadas de trabajo estnperfectamente establecidas para todos loselementos susceptibles a ser determinados porAA.
Se dispone de una base de datos muy completaen la que se incluye la mayor parte de los metalesde la tabla peridica.
La precisin es buena 0,5 % con 15 de errorrelativo.
La sensibilidad es igualmente buena (permite elanlisis a nivel de trazas).
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Toma de muestra
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Resultados
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