absorción atómica

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  • ABSORCIN ATOMICA

    Joaqun Serrano Aniorte2014

  • La radiacin electromagntica estaformada por la combinacin decampos elctricos y magnticos,que se propagan a travs delespacio en forma de ondasportadoras de energa.Las ondas electromagnticas tienenlas vibraciones perpendiculares a ladireccin de propagacin de laonda. Por tal motivo, se lasclasifica entre las ondastransversales.Las ondas electromagnticas viajana travs del espacio, y no necesitande un medio material parapropagarse.

    Radiacin electromagntica

  • El espectro electromagntico (o simplemente espectro)es el rango de todas las radiaciones electromagnticasposibles. El espectro de un objeto es la distribucincaracterstica de la radiacin electromagntica de eseobjeto.El espectro electromagntico se extiende desde las bajasfrecuencias usadas para la radio moderna (extremo de laonda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la ondacorta), que cubren longitudes de onda de entre miles dekilmetros y la fraccin del tamao de un tomo. Sepiensa que el lmite de la longitud de onda corta est enlas cercanas de la longitud Planck, mientras que ellmite de la longitud de onda larga es el tamao deluniverso mismo, aunque en principio el espectro seainfinito y continuo.

    Espectro electromagntico

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  • Banda Longitud de onda (metros) Frecuencia (Herzios) Energa (Julios)

    Rayos gamma 10 picmetros = 10 * 10-12 m 30,0 ExaHz = 30 * 10 18 Hz 20 * 10 -15 J

    Rayos X 10 nanmetros = 10 * 10-9 m 30,0 PetaHz = 30 * 1015 Hz 20 * 10 -18 J

    Ultravioleta extremo 200 nanmetros= 200 * 10-9 m 1,5 PetaHz = 1,5 * 1015 Hz 993 * 10 -21 J

    Ultravioleta cercano 380 nanmetros = 380 * 10-9 m 789 TeraHz = 789 * 1012 Hz 523 * 10 -21 J

    Luz visible 780 nanmetros = 780 * 10-9 m 384 TeraHz = 789 * 1012 Hz 255 * 10 -21 J

    Infrarrojo cercano 2,5 micrmetros = 2,5 * 10-9 m 120 TeraHz = 789 * 1012 Hz 79 * 10 -21 J

    Infrarrojo medio 50 micrmetros = 50 * 10-9 m 6,0 TeraHz = 789 * 1012 Hz 4 * 10 -21 J

    Infrarrojo lejano 1 milmetro 300 GigaHz = 300 * 109 Hz 200 * 10 -24 J

    Microondas 30 cm 1 GigaHz = 1 * 109 Hz 2 * 10 -24 J

    Ultra alta frecuencia 1 metro 300 MegaHz = 300 * 106 Hz 19,8 * 10 -26 J

    Muy alta frecuencia de radio 10 metros 30 MegaHz = 300 * 106 Hz 19,8 * 10 -28 J

    Onda corta de radio 180 metros 1,7 MegaHz = 300 * 106 Hz 11,22 * 10 -28 J

    Onda media de radio 650 metros 650 KiloHz 42,9 * 10 -29 J

    Onda larga de radio 10 kilmetros 30 KiloHz 19,8 * 10 -30 J

    Muy baja frecuencia de radio 10 kilmetros 30 KiloHz 19,8 * 10 -30 J

    Espectro electromagntico

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  • Espectro electromagntico

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  • Espectroscopia.

    La espectroscopia es el estudio de la interaccin entre laradiacin electromagntica y la materia, con absorcin o emisinde energa radiante.El anlisis espectral se basa en detectar la absorcin o emisinde radiacin electromagntica a ciertas longitudes de onda y serelacionan con los niveles de energa implicados enuna transicin cuntica.

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  • Espectroscopia ptica

    Entre la energa y la materia existes fenmenos tanto deinteraccin como de perturbacin.Los fenmenos de interaccin corresponden a:Reflexin: Ocurre cuando la radiacin atraviesa una interfaseentre medios con diferente ndice de refraccin.Refraccin: Ocurre cuando la radiacin incide con un ngulo enla interfase entre dos medios transparentes que tienen densidadesdiferentes, se observa un cambio brusco n la direccin, orefraccin, del haz como consecuencia de una diferencia en lavelocidad de la radiacin en los dos medios.Dispersin: Fenmeno de separacin de las ondas de distintafrecuencia al atravesar un material

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  • Los fenmenos de perturbacin en que la energa interactacon la materia y la perturba, son:Absorcin: La energa entrante es distinta a la energasaliente.Dependiendo de la cantidad de energa aplicada a la materia,se distinguen distintos tipos de espectroscopias. En el casode la Absorcin Atmica Visible-UV se perturba al tomocon energa en el rango UV-visible.Emisin: La materia absorbe energa y esta es entregada almedio nuevamente.Es la entrega de energa al medio por parte de la materia, apartir de la energa que se le aplico, cuando vuelve al estadofundamental.

    Espectroscopia ptica

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  • El tomo tiene niveles energticos con orbitales cada uno.Con las interacciones se generan transiciones entre losniveles energticos. As para perturbar los electrones msexternos (e- de valencia) se requiere menos energa como laUV-visible (200-800nm) que para perturbar los electronesms internos.

    Espectroscopia ptica

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  • Conjunto de tcnicas fundamentadas en la interaccin entre laradiacin y los tomos en estado libre.Esta se emplea en la determinacin cualitativa y cuantitativa de70 elementos aproximadamente.Su sensibilidad esta dentro de los limites de ppm a ppb.Sus ventajas son rapidez, conveniencia, selectividad elevada ycostos moderados de instrumentos.

    Las interacciones generadas entre la energa y la materia puedenproducir espectros atmicos de absorcin, emisin yfluorescencia. Estos son ms sencillos que los moleculares yaque no presentan estados vibracionales y rotacionales. As estnconstituidos por un nmero limitado de picos angostos o lneas.

    Espectroscopia atmica

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  • Espectros de emisinLa figura representa un diagramade un nivel de energa parcial parael sodio atmico, que muestra elorigen de sus tres lneas deemisin.El calor promueve los electronesexteriores de los tomos de losorbitales 3s de su estado basal alos orbitales 3p, 4p o 5p deestados excitados. Despus de unmicrosegundo o menos, loselectrones excitados se relajan alestado basal y desprenden suenerga como fotones y radiacinvisible o ultravioleta.

    Espectroscopia atmica

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  • Espectros de absorcinLa absorcin de la radiacin de 285, 330 y 590 nm excita alelectrn solo, llevndolo del estado basal de energa en elnivel 3s a los orbitales excitados 3p, 4p y 5prespectivamente. Despus de unos microsegundos, lostomos excitados se relajan a su estado basal, transfiriendosu exceso de energa a otros tomos o molculas del medio,Alternativamente, el relajamiento puede tomar la forma defluorescencia.

    Espectroscopia atmica

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  • Espectroscopia atmicaPara generar tomos se debe utilizar algn mtodo para atomizar la materia.Esto se puede llevar a cabo en un medio gaseoso en que los tomos individualesse encuentren separados unos de otrosMtodo de atomizacin T normal de atomizacin Bases del mtodo Nombre comn

    Llama 1700-3150C Absorcin Espectroscopia atmica de absorcin

    Emisin Espectroscopia atmica de emisin

    Fluorescencia Espectroscopia atmica de fluorescencia

    Electrotrmica 1200-3000C Absorcin Espectroscopia atmica de absorcin electrotrmica

    Fluorescencia Espectroscopia atmica de fluorescencia electrotrmica

    Plasma de argn acoplado inductivamente

    6000-8000C Emisin Espectroscopia de plasma acoplado inductivamente

    Fluorescencia Espectroscopia de fluorescencia de plasma acoplado inductivamente

    Plasma de argn de corriente directa

    6000-10000C Emisin Espectroscopia de plasma de corriente directa

    Arco elctrico 4000-5000C Emisin Espectroscopia de emisin de fuente de arco

    Chispa elctrica 40000C Emisin Espectroscopia de emisin de fuente de chispa

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  • Este es un mtodo continuo ya que siempre se estagenerando muestra en forma cuantitativa.Tambin siempre se va perdiendo muestra ya que el sistema esta conectado con el aire y los tomos se pueden oxidar con el O2 o volver a la sal inicial.

    Absorcin atmica de llama

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  • 1. Se prepara una solucin de una sal deconcentracin conocida que contenga eltomo a analizar

    Absorcin atmica de llama

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  • 2.Mediante un nebulizador neumtico se convierte la solucinen un spray, que corresponde a partculas de solucin disueltas enun gas. En el la muestra lquida es succionada mediante un tubocapilar por un corriente de gas a alta presin, que fluye alrededorde la punta del tubo. La elevada velocidad del gas descompone allquido en pequeas gotitas de diferente tamao. Este gas altapresin es el oxidante que luego se mezcla con el combustiblepara generar la llama, en la cmara de premezclado.

    Luego las gotitas son mezcladas con el combustible y pasanpor un quemador de flujo laminar que a travs de un filtroretiene todo menos las gotitas ms finas, as tendremos lamuestra de un tamao constante y haremos llegar a la llamauna cantidad de muestra constante.

    Absorcin atmica de llama

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  • Absorcin atmica de llama

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  • Absorcin atmica de llama

    3. Las gotitas retenidas con el combustible y el oxidantepasan a travs de un mechero que proporciona la flama.

    Se evapora el solvente que contiene la sal, por unproceso llamado desolvatacin, con lo que obtenemosun aerosol, es decir, solamente un slido disuelto en ungas.Luego comienza la volatilizacin en que el slidodisuelto pasa al estado gaseoso generndose solamentemolculas gaseosas.Estas molcula se disociacin y generan tomos devarios estados atmicos.En ese momento se le aplica la radiacin a la llama quecontiene los tomos.

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  • Absorcin atmica de llama

    Combustible Oxidante Temperatura [C]

    Metano Aire 1700-1900

    Metano Oxigeno 2700-2800

    Hidrgeno Aire 2000-2100

    Hidrgeno Oxigeno 2550-2700

    Acetileno Aire 2100-2400

    Acetileno Oxigeno 3050-3150

    Acetileno Oxido Nitroso 2600-2800

    Tipos de llama

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  • Absorcin atmica de llama

    Dependiendo del tomo a generar ser la temperaturaque se necesite. Por ejemplo para los metales alcalinosy alcalinos trreos que se excitan con facilidad senecesitaran temperaturas menos elevadas que para losmetales pesados. Los mas utilizado son las mezclasacetileno/oxido nitros