ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA

Es una técnica muy relacionada con la fotometría de llama ya que se utiliza una llama para atomizar la disolución de la muestra de modo que los elementos a analizar se encuentran en forma de vapor de átomos.

VentajasLa utilización de la llama

como fuente de excitación.La mayor reproducibilidad de

estos métodos se debe al mejor control de las variables en una excitación por llama.

Desventajas La energía de excitación

INSTRUMENTACI

ÓN Espectroscopia

FUNCIÓN Y

CONDICIONES

DE LAS LLAMAS

Espectroscopia de emisión atómica

Espectroscopia de absorción atómica

Espectroscopia de fluorescencia atómica

FOTOMETRÍA DE

LA LLAMA

Es una técnica de emisión que utiliza una llama como fuente de excitación y una foto detector electrónico como dispositivo de medida

Tiene tres funciones básicas.

Se evapora el agua o los otros disolventes dejando como residuo diminutas partículas de sal seca.

La sal seca se vaporiza, es decir, pasa al estado gaseoso. Las moléculas gaseosas, o una parte de ellas, se disocian

progresivamente dando lugar a átomos neutros o radicales. Parte de los átomos neutros se excitan térmicamente o se ionizan. Parte de los átomos neutros o de los radicales que se encuentran en

la llama pueden combinarse para formar nuevos compuestos gaseosos.

permite pasar la muestra a analizar del estado líquido a estado gaseoso

descompone los compuestos moleculares del elemento de interés en átomos individuales o en moléculas sencillas.

excita estos átomos o moléculas.

FENÓMENOS

QUE TIENEN

LUGAR EN LA

LLAMA

FOTOMETRÍA DE LA LLAMA

Temperatura máxima (°C) de distintas llamas

Combustible Aire Oxígeno

Gas alumbrado 1,700 2,700

Propano 1,930 2,800

Butano 1,900 2,900

Hidrógeno 2,100 2,780

Acetileno 2,300 3,100

Cianógeno 2,300 4,300

ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN

PRINCIPIOS EN LOS QUE SE BASA: La técnica hace uso de la espectrometría de absorción para evaluar la concentración de un analito en una muestra. Se basa en gran medida en la ley de Beer-Lambert.

Tipos de Espectrofotometría:

1. ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN: Es una técnica en la cual la energía de un haz de luz se mide antes y después de la interacción con una muestra. Cuando se realiza con láser de diodo ajustable, se la conoce como espectroscopia de absorción con láser de diodo ajustable.

2. ESPECTROMETRÍA DE FLUORESCENCIA: La espectrometría de fluorescencia usa fotones de energía más elevada para excitar una muestra, que emitirá entonces fotones de inferior energía.

3. ESPECTROMETRÍA DE RAYOS X: Cuando los rayos X con suficiente frecuencia (energía) interaccionan con una sustancia, los electrones de las capas interiores del átomo se excitan a orbitales vacíos externos, o bien son eliminados completamente, ionizándose el átomo. El "agujero" de la capa interior se llena entonces con electrones de los orbitales externos.

• ESPECTROMETRÍA DE LLAMA: Las muestras de solución líquidas son aspiradas en un quemador o una combinación de nebulizador/quemador, desolvatadas, atomizadas, y a veces excitadas a un estado electrónico de energía más alta.

• ESPECTROMETRÍA DE EMISIÓN DE PLASMA: Es similar a la emisión atómica por llama.

Espectrometría de plasma de corriente contínua (DCP) Espectrometría de emisión óptica por descarga luminiscente

(GD-OES) Espectrometría de emisión plasma-atómica acoplada

inductivamente (ICP-AES) Espectrometría de ruptura inducida por láser (LIBS) Espectrometría de plasma inducida por microondas (MIP)

• ESPECTROMETRÍA DE CHISPA O ARCO: Se usa para el análisis de elementos metálicos en muestras sólidas. Para materiales no conductores, se usa polvo de grafito para hacer conductora la muestra.

• ESPECTROMETRÍA VISIBLE: La espectroscopia de absorción visible a menudo se combina con la de absorción ultravioleta (espectroscopia UV/Vis). Aunque esta forma pueda ser poco común al ser el ojo humano un indicador similar, todavía se muestra útil para distinguir colores.

• ESPECTROMETRÍA ULTRAVIOLETA: Todos los átomos absorben en la región ultravioleta (UV) ya que estos fotones son bastante energéticos para excitar a los electrones externos. Si la frecuencia es lo bastante alta, se produce la fotoionización.

• ESPECTROMETRÍA INFRARROJA: La espectrometría infrarroja ofrece la posibilidad de medir tipos diferentes de vibraciones en los enlaces atómicos a frecuencias diferentes. En química orgánica, el análisis de los espectros de absorción infrarroja indica qué tipo de enlaces están presentes en la muestra.

• ESPECTROMETRÍA RAMAN: La espectrometría Raman usa la dispersión inelástica de la luz para analizar modos vibracionales y rotatorios de las moléculas. Las "huellas digitales" que resultan son una ayuda para el análisis.

• ESPECTROMETRÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN): La espectrometría de resonancia magnética nuclear analiza las propiedades magnéticas de ciertos núcleos atómicos para determinar diferentes ambientes locales electrónicos del hidrógeno, carbono, u otros átomos en un compuesto orgánico u otro compuesto.

• ESPECTROMETRÍA DE FOTOEMISIÓN Emisión de electrones a partir de la materia después de la

absorción de fotones energéticos (efecto fotoeléctrico). Emisión de fotones a partir de los semiconductores y metales

cuando los electrones que fluyen en el material pierden energía mediante deceleración o recombinación.

OTROS TIPOS DE ESPECTROMETRÍA

• Fotoacústica. Mide las ondas sonoras producidas por la absorción de radiación.

• Fototermal. Mide el calor desarrollado por la absorción de radiación. De dicroismo circular.

• De actividad óptica Raman. Usa los efectos de la actividad óptica y la dispersión para revelar información detallada sobre los centros quirales de las moléculas.

• De terahertzios. Usa longitudes de onda por encima de la espectrometría infrarroja y por debajo de las microondas o medidas de onda milimétricas.

• De dispersión inelástica de neutrones, como la espectroscopia Raman pero con neutrones en vez de fotones.

INSTRUMENTOS

• Análisis de los líquidos1. Desolvación. El líquido disolvente se

evapora, y la muestra permanece seca.2. Vaporización. La muestra sólida se

evapora a gas.3. Atomización. Los compuestos que

componen la muestra se dividen en átomos libres.

• Fuentes de luz• Lámparas de cátodo hueco. En su modo

de funcionamiento convencional, la luz es producida por una lámpara de cátodo hueco. En el interior de la lámpara hay un cátodo cilíndrico de metal que contiene el metal de excitación, y un ánodo.

• Lásers de diodo. La espectrometría de absorción atómica también puede ser llevada a cabo mediante láser, principalmente un láser de diodo, ya que sus propiedades son apropiadas para la espectrometría de absorción láser.

MÉTODOS DE CORRECCIÓN DE FONDO

• Corrección de Zeeman. Se usa un campo magnético para dividir la línea atómica en dos bandas laterales.

• Corrección de Smith-Hieftje (inventada por Stanley B. Smith y Gary M. Hieftje) - La lámpara catódica hueca genera pulsos de alta corriente, provocando una mayor población de átomos y auto-absorción durante los pulsos. Esta auto-absorción provoca una ampliación de la línea y una reducción de la intensidad de la línea a la longitud de onda original.

• Lámpara de corrección de deuterio. En este caso, se usa una fuente de amplia emisión (una lámpara de deuterio), para medir la emisión de fondo.

• La frecuencia de la energía radiante emitida corresponde a la diferencia de energía entre el estado excitado (E1) y el estado fundamental (Eo) como se encuentra descrito en la ecuación de Planck:

h = constante de Planck

υ = frecuencia

c = velocidad de luz

λ = longitud de onda

• Ley de Lambert-Beer.

Como la trayectoria de la radiación permanece constante y el coeficiente de absorción es característico para cada elemento, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de las especies absorbentes.

Los componentes básicos de un equipo de absorción atómica son:

APLICACIONES

• La EAA constituye una de las técnicas más empleadas para la determinación de más de 60 elementos, principalmente en el rango de μg/ml-ng/ml en una gran variedad de muestras.

INTER

FER

EN

CIA

SINTERFERENCIAS

FÍSICAS

INTERFERENCIAS QUÍMICAS

INTERFERENCIA DE IONIZACIÓN

INTERFERENCIAS ESPECTRALES

ANÁLISIS CUANTITATIVO

• Este tipo de interferencias está relacionado con la efectividad con que la solución es transportada a la llama y son causadas por diferencias en las propiedades físicas de las soluciones: viscosidad, tensión superficial o presión de vapor.

• Interferencia química es cualquier alteración en el número total de átomos libres formados por unidad de volumen debido a la formación de compuestos químicos termoestables.

• Un átomo neutro en su estado fundamental puede ser ionizado a temperaturas elevadas. Estos iones exhiben propiedades espectroscópicas diferentes a un átomo neutro y no pueden ser determinados por espectroscopia de absorción atómica.

• En este tipo de interferencias, la radiación del elemento a determinar es directamente influenciada, existiendo interferencias espectrales de línea e interferencias espectrales de banda.

• Cuando la absorbancia de soluciones estándar de concentración conocida del elemento a determinar se grafica vs. la concentración, se obtiene una curva de calibración. La curva así obtenida es generalmente lineal a bajas concentraciones y la concentración de la muestra puede ser determinada por interpolación de su absorbancia en la curva de calibración.

CONCLUSIONES