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Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria de absorção atômica

Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

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Page 1: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Centro Universitaacuterio Padre Anchieta

Anaacutelise Instrumental Docente Prof

Dicesar

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(Espectroscopia ou Espectrofotometria de absorccedilatildeo atocircmica

Espectro Eletromagneacutetico

OBS

E λ E λ

Espectrometria medida do espectro eletromagneacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

PROPRIEDADES ONDULATOacuteRIAS E CORPUSCULARES DA LUZ Mateacuteria e energia natildeo satildeo consideradas entidades distintas de acordo com a equaccedilatildeo de Einstein E = mC2 E = energia m = massa c = a velocidade da luz no vaacutecuo

Medem-se tambeacutem o comprimento de onda e a frequumlecircncia (propriedades ondulatoacuterias) de partiacuteculas como eleacutetron proacuteton ou necircutron

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica eacute caracterizada por um Comprimento de Onda (λ=lambida) eacute a distacircncia de uma onda a outra

Frequumlecircncia (v=ni) eacute o nuacutemero de onda maacuteximo que passa por um ponto fixo por unidade de tempo cuja unidade eacute dada em s-1 ou Hertz ( 1Hz= 1s-1)

Amplitude (A) eacute a altura de um onda medida a partir do ponto meacutedio ateacute o ponto maacuteximo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica pode apresentar propriedade de partiacutecula (foacuteton)

Comportar-se como uma onda de energia viajando da velocidade da luz (29979x108ms-1)

A luz eacute um Conjunto de partiacuteculas se deslocando no espaccedilo (foacutetons) com comprimento de onda(λ-lambida) e frequumlecircncia (ν= ni) E = hν ou E = hcλ

Figura Esquema geral do Efeito Fotoeleacutetrico (OBS Quando uma radiaccedilatildeo suficientemente energeacutetica atinge uma superfiacutecie metaacutelica observa-se a emissatildeo de eleacutetrons A esse fenocircmeno damos o nome de efeito fotoeleacutetrico)

E eacute energia h eacute a constante de proporcionalidade (constante de Planck) Essa eacute a energia da partiacutecula (um foacuteton) de luz

A energia do conjunto de foacutetons se deslocando no espaccedilo seria dada porE = Nhν onde N seria o nuacutemero de foacutetons

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo EletromagneacuteticaEspectrometria

Molecular

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Moleacuteculas absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de banda

Ex colorimetria

espectrofotometria

Atocircmica

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Aacutetomos absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de raias

Ex absorccedilatildeo atocircmica emissatildeo

atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Espectro Eletromagneacutetico

OBS

E λ E λ

Espectrometria medida do espectro eletromagneacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

PROPRIEDADES ONDULATOacuteRIAS E CORPUSCULARES DA LUZ Mateacuteria e energia natildeo satildeo consideradas entidades distintas de acordo com a equaccedilatildeo de Einstein E = mC2 E = energia m = massa c = a velocidade da luz no vaacutecuo

Medem-se tambeacutem o comprimento de onda e a frequumlecircncia (propriedades ondulatoacuterias) de partiacuteculas como eleacutetron proacuteton ou necircutron

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica eacute caracterizada por um Comprimento de Onda (λ=lambida) eacute a distacircncia de uma onda a outra

Frequumlecircncia (v=ni) eacute o nuacutemero de onda maacuteximo que passa por um ponto fixo por unidade de tempo cuja unidade eacute dada em s-1 ou Hertz ( 1Hz= 1s-1)

Amplitude (A) eacute a altura de um onda medida a partir do ponto meacutedio ateacute o ponto maacuteximo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica pode apresentar propriedade de partiacutecula (foacuteton)

Comportar-se como uma onda de energia viajando da velocidade da luz (29979x108ms-1)

A luz eacute um Conjunto de partiacuteculas se deslocando no espaccedilo (foacutetons) com comprimento de onda(λ-lambida) e frequumlecircncia (ν= ni) E = hν ou E = hcλ

Figura Esquema geral do Efeito Fotoeleacutetrico (OBS Quando uma radiaccedilatildeo suficientemente energeacutetica atinge uma superfiacutecie metaacutelica observa-se a emissatildeo de eleacutetrons A esse fenocircmeno damos o nome de efeito fotoeleacutetrico)

E eacute energia h eacute a constante de proporcionalidade (constante de Planck) Essa eacute a energia da partiacutecula (um foacuteton) de luz

A energia do conjunto de foacutetons se deslocando no espaccedilo seria dada porE = Nhν onde N seria o nuacutemero de foacutetons

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo EletromagneacuteticaEspectrometria

Molecular

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Moleacuteculas absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de banda

Ex colorimetria

espectrofotometria

Atocircmica

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Aacutetomos absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de raias

Ex absorccedilatildeo atocircmica emissatildeo

atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 3: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

PROPRIEDADES ONDULATOacuteRIAS E CORPUSCULARES DA LUZ Mateacuteria e energia natildeo satildeo consideradas entidades distintas de acordo com a equaccedilatildeo de Einstein E = mC2 E = energia m = massa c = a velocidade da luz no vaacutecuo

Medem-se tambeacutem o comprimento de onda e a frequumlecircncia (propriedades ondulatoacuterias) de partiacuteculas como eleacutetron proacuteton ou necircutron

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica eacute caracterizada por um Comprimento de Onda (λ=lambida) eacute a distacircncia de uma onda a outra

Frequumlecircncia (v=ni) eacute o nuacutemero de onda maacuteximo que passa por um ponto fixo por unidade de tempo cuja unidade eacute dada em s-1 ou Hertz ( 1Hz= 1s-1)

Amplitude (A) eacute a altura de um onda medida a partir do ponto meacutedio ateacute o ponto maacuteximo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica pode apresentar propriedade de partiacutecula (foacuteton)

Comportar-se como uma onda de energia viajando da velocidade da luz (29979x108ms-1)

A luz eacute um Conjunto de partiacuteculas se deslocando no espaccedilo (foacutetons) com comprimento de onda(λ-lambida) e frequumlecircncia (ν= ni) E = hν ou E = hcλ

Figura Esquema geral do Efeito Fotoeleacutetrico (OBS Quando uma radiaccedilatildeo suficientemente energeacutetica atinge uma superfiacutecie metaacutelica observa-se a emissatildeo de eleacutetrons A esse fenocircmeno damos o nome de efeito fotoeleacutetrico)

E eacute energia h eacute a constante de proporcionalidade (constante de Planck) Essa eacute a energia da partiacutecula (um foacuteton) de luz

A energia do conjunto de foacutetons se deslocando no espaccedilo seria dada porE = Nhν onde N seria o nuacutemero de foacutetons

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo EletromagneacuteticaEspectrometria

Molecular

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Moleacuteculas absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de banda

Ex colorimetria

espectrofotometria

Atocircmica

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Aacutetomos absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de raias

Ex absorccedilatildeo atocircmica emissatildeo

atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 4: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

A radiaccedilatildeo eletromagneacutetica pode apresentar propriedade de partiacutecula (foacuteton)

Comportar-se como uma onda de energia viajando da velocidade da luz (29979x108ms-1)

A luz eacute um Conjunto de partiacuteculas se deslocando no espaccedilo (foacutetons) com comprimento de onda(λ-lambida) e frequumlecircncia (ν= ni) E = hν ou E = hcλ

Figura Esquema geral do Efeito Fotoeleacutetrico (OBS Quando uma radiaccedilatildeo suficientemente energeacutetica atinge uma superfiacutecie metaacutelica observa-se a emissatildeo de eleacutetrons A esse fenocircmeno damos o nome de efeito fotoeleacutetrico)

E eacute energia h eacute a constante de proporcionalidade (constante de Planck) Essa eacute a energia da partiacutecula (um foacuteton) de luz

A energia do conjunto de foacutetons se deslocando no espaccedilo seria dada porE = Nhν onde N seria o nuacutemero de foacutetons

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Comportamento da Radiaccedilatildeo EletromagneacuteticaEspectrometria

Molecular

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Moleacuteculas absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de banda

Ex colorimetria

espectrofotometria

Atocircmica

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Aacutetomos absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de raias

Ex absorccedilatildeo atocircmica emissatildeo

atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 5: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Comportamento da Radiaccedilatildeo EletromagneacuteticaEspectrometria

Molecular

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Moleacuteculas absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de banda

Ex colorimetria

espectrofotometria

Atocircmica

Faixa do espectro 190 ndash 800 nm

Aacutetomos absorvem a radiaccedilatildeo

Espectro em forma de raias

Ex absorccedilatildeo atocircmica emissatildeo

atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 6: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Absorccedilatildeo Molecular espectro de bandas

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 7: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Absorccedilatildeo Atocircmica espectro de raias

Niacutevel de energia eletrocircnico

Niacutevel de energia vibracional

Niacutevel de energia rotacional

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 8: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

FundamentosPrinciacutepios de Kirchoff

Um elemento no estado fundamental eacute capaz de absorver

radiaccedilatildeo no mesmo que ele emite quando excitado (energia

quantizada)

E0

E

E0

E

E0

E

Absorccedilatildeo atocircmica

Emissatildeo atocircmica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 9: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

A INTERACcedilAtildeO DA LUZ COM A MATEacuteRIA

1048708 Os niacuteveis de energia dos eleacutetrons em aacutetomos neutros satildeo quantizados Soacute passam de um niacutevel de energia para outro se receberem uma quantidade exata de energia

1048708 Essa energia pode ser muito alta e fazer com que o eleacutetron saia da estrutura atocircmica e o aacutetomo neutro tornem-se um iacuteon

1048708 A partir desse limite que eacute a energia de ionizaccedilatildeo o aacutetomo neutro passa a poder receber qualquer quantidade de energia e natildeo mais pacotes discretos

1048708 Cada elemento quiacutemico tem estrutura eletrocircnica e niacuteveis de energia diferenciados Tem uma energia de ionizaccedilatildeo caracteriacutestica e absorve uma seacuterie diferente de pacotes discretosrdquo

Comportamento da Radiaccedilatildeo Eletromagneacutetica

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 10: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Ocorrecircncia da excitaccedilatildeo

Energia Incidente

Eleacutetron expulso

Energia Liberada

K

L

M

X

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 11: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Espectrometria de Absorccedilatildeo AtocircmicaDefiniccedilatildeo A espectroscopia de absorccedilatildeo atocircmica (AAS) consiste na medida da absorccedilatildeo da energia luminosa por aacutetomos no estado fundamental nas regiotildees do visiacutevel e ultravioleta

Fabricante Perkin-Elmer Fabricante Analytic Jena

Forno

Chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 12: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

A Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente porA Aparelho de AAS eacute constituiacutedo basicamente por

Um sistema de nebulizaccedilatildeo e vaporizaccedilatildeo de soluccedilotildees

Uma fonte de energia (chama) para atomizaccedilatildeo e excitaccedilatildeo dos elementos

Uma fonte de emissatildeo de linhas de ressonacircncia (lacircmpada de caacutetodo oco)

Monocromador dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra Detector sistema de detecccedilatildeo final que gera um sinal eleacutetrico proporcional a intensidade da luz percebida

Registrador

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 13: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Para que a amostra seja absorvida eacute necessaacuterio nebulizar e atomizar para isso a amostra eacute introduzida no aparelho na forma

liacutequida

O fluxo aspirado da amostra eacute transformado em gotiacuteculas misturando-se assim aos gases comburentes e combustiacuteveis que vatildeo ao queimador

Na chama as partiacuteculas satildeo decompostas e transformadas em aacutetomos metaacutelicos no estado gasoso ou seja a aacutegua ou qualquer outro solvente usado vaporiza-se deixando partiacuteculas do sal que satildeo fundidas e depois vaporizadas

Os vapores dos aacutetomos metaacutelicos neutros encontram-se quase todo no estado fundamental e podem portanto absorver radiaccedilatildeo incidente especiacutefica proveniente de uma fonte de emissatildeo (lacircmpada de caacutetodo oco) e absorvem parte dessa radiaccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo

AtocircmicaAplicaccedilatildeo da TeacutecnicaAplicaccedilatildeo da Teacutecnica

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 14: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

TemperaturasTemperaturas Chamas comuns usadas na atomizaccedilatildeo Acetileno + ar comprimido ( 2100-2400ordmC) Acetileno + Oxido Nitroso ( 2600-2800ordmC)

A funccedilatildeo da fonte de atomizaccedilatildeo (Chama) eacute quebrar as moleacuteculas da amostra e formar aacutetomos livres conforme o mostrado na figura abaixo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 15: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Soluccedilatildeo Problema

AerosolSoacutelidoGaacutes

Moleacuteculas gasosas

AacutetomosIacuteons

SprayLiacutequidoGaacutesnebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

iacuteons excitados

aacutetomos excitados

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 16: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Na+ e Cl-

(aq)

nebulizaccedilatildeo Dessolvataccedilatildeo

vo

latiliza

ccedilatildeo

dissociaccedilatildeoionizaccedilatildeo

Na+ e Cl-

(aerossol)

NaCl (soacutelido)

NaCl (gasoso)Na0 e Cl0(gaacutes)

Na (gaacutes)

Na+ + e-(gaacutes)

Na+(gaacutes)

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 17: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

(mais comum)(mais comum)

Esquema geral de um equipamento de AAS

Fonte Atomizador Monocromador

Detector

Grade de

difraccedilatildeo Espelhos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Apenas um comprimento de onda chegara ao detector

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 18: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Monocromador permite chegar ao detector uma faixa de

Largura de banda espectral = 02 nm ndash 20 nm

Apenas esta faixa de passaraacute pela fenda de saiacuteda e alcanccedilaraacute o

detector

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 19: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Detector

FUNCcedilAtildeO transformar a energia radiante (luz) em corrente

eleacutetrica Fotomultiplicadoras Basicamente eacute constituiacuteda por uma

janela de quartzo um caacutetodo foto

emissivo vaacuterios dinodos e um acircnodo

A radiaccedilatildeo que sai do monocromador

alcanccedila o caacutetodo fotossensiacutevel A energia da

radiaccedilatildeo eacute capaz de remover alguns eleacutetrons

da superfiacutecie do caacutetodo Estes eleacutetrons satildeo

acelerados por uma DDP para um diacutenodo

que amplifica o nuacutemero de eleacutetrons Apoacutes

ser amplificados em vaacuterios diacutenodos os

eleacutetrons alcanccedilam o acircnodo gerando um

sinal eleacutetrico

Fotomultiplicador Converte luz em sinais Eleacutetricos

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 20: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Limite de detecccedilatildeo depende de cada elemento

Elementos detecta cerca de

70 elementos ( um elemento

de cada vez)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

A espectrometria de absorccedilatildeo atocircmica permite a anaacutelise de diversos elementos e natildeo soacute os alcalinos e alcalinos terrosos como a fotometria de chama Para que isso seja possiacutevel aleacutem das diferentes lacircmpadas satildeo necessaacuterios tambeacutem diferentes tipos de fontes de excitaccedilatildeo

Fontes de atomizaccedilatildeoA correta aplicaccedilatildeo da anaacutelise por espectrometria de absorccedilatildeo atocircmicadepende da obtenccedilatildeo de aacutetomos livres em seu estado fundamental Isso eacuteconseguido pelo aquecimento da amostra na chamada fonte de atomizaccedilatildeoque pode ser uma chama ou forno

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 21: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Calibraccedilatildeo do equipamento

Curva de calibraccedilatildeo com soluccedilotildees de concentraccedilotildees

conhecidas como na espectrofotometria

Como toda teacutecnica analiacutetica as medidas satildeo relativas

Otimizaccedilatildeo da temperatura da chama da taxa de aspiraccedilatildeo

da altura do queimador da intensidade da lacircmpada depois

de otimizadas estas condiccedilotildees natildeo podem variar

A faixa de concentraccedilatildeo das soluccedilotildees depende de cada elemento

Temperatura da chama

Absortividade no l especiacutefico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Relaccedilatildeo entre radiaccedilatildeo e concentraccedilatildeo

Lei de Beer

A = abc = log I0 I

A absorbacircncia a absortividade b percurso oacutetico

c concentraccedilatildeo

ldquoA absorvacircncia eacute diretamente proporcional agrave concentraccedilatildeo

da espeacutecie absorvente em determinadas condiccedilotildeesrdquo

O equipamento eacute calibrado com soluccedilotildees de teores conhecidos

Interpolaccedilatildeo de amostras na reta fornece sua concentraccedilatildeo

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Fonte de Radiaccedilatildeo

Lacircmpada de Caacutetodo Oco (HCL)

Lacircmpada de Descarga sem

Eletrodo (EDL)

Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Janela de Quartzo

Acircnodo

Disco de Mica

Caacutetodo

Oco Lacircmpada de Alumiacutenio

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 24: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Caracteriacutesticas da Lacircmpada de Caacutetodo Oco

(HCL)

Caacutetodo eacute recoberto com uma liga ou um sal do

elemento normalmente eacute necessaacuterio uma lacircmpada

para cada elemento A lacircmpada eacute preenchida com um gaacutes inerte (neocircnio

ou Argocircnio) onde ocorre a ionizaccedilatildeo do gaacutes nobre

onde os iacuteons formados bombardeiam o caacutetodo que

emite aacutetomos do metal Emite um espectro de raias atocircmicas com l

especiacutefico de cada elemento

Lacircmpadas tecircm um tempo de vida uacutetil

FUNCcedilAtildeO emitir radiaccedilatildeo nos Comprimentos de ondas

(λ) especiacutefico para o elemento

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Forno de Grafite

O forno de grafite eacute usado quando se deseja aumentar a eficiecircncia da anaacutelise A energia do forno eacute usada na etapa de atomizaccedilatildeo de forma mais eficiente conseguindo-se uma populaccedilatildeo maior de aacutetomos livres e com isso tem-se uma maior sensibilidade

A anaacutelise com o forno ocorre em etapas diferenciadas

Na primeira etapa o solvente eacute removido e amostra eacute seca

Na segunda etapa em seguida a amostra eacute queimada e a mateacuteria orgacircnica eacute removida

Na terceira etapa satildeo gerados os aacutetomos livres diretamente no caminho oacuteptico

OBS O forno eacute mais cara e mais demorada que a anaacutelise com chama

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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AAS com Forno de Grafite (GF AAS)

Uacutenica Modificaccedilatildeo no equipamento substituiccedilatildeo do atomizador

O nebulizadorqueimador eacute substituiacutedo por um FORNO DE GRAFITE

O forno de grafite eacute conectado a dois eletrodos por onde passa uma

corrente eleacutetrica que aquece-o ateacute temperaturas de 2600 ordmC

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Exemplos

Determinaccedilatildeo de metais

pesados (Hg Cd Pb Cr Al)

em medicamentos

Determinaccedilatildeo de chumbo em sangue

Determinaccedilatildeo de ferro em cereais

Determinaccedilatildeo Ca Mg Na K em aacutegua mineral

Decomposiccedilatildeo

aacutecida

Preparo da

amostra

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

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Injeccedilatildeo da amostra Pipetador automaacutetico

(autosampler)

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Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Vista superior do pipetador

automaacutetico

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

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Espectrometria de Absorccedilatildeo Atocircmica

Forno de Grafite

Pipetador automaacutetico

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Page 31: Centro Universitário Padre Anchieta Análise Instrumental Docente Prof. Dicesar Espectrometria de Absorção Atômica (Espectroscopia ou Espectrofotometria

Interferecircncias em AAS

Interferecircncias de matriz em FAAS viscosidadetensatildeo

superficialEx aspiraccedilatildeo de aacutegua e aacutelcool

Interferecircncias na atomizaccedilatildeo espeacutecies que natildeo

decompotildeem na chama

Ex determinaccedilatildeo de Ca na presenccedila de fosfatos

Interferecircncias de ionizaccedilatildeo determinaccedilatildeo de elementos

eletropositivos

Ex determinaccedilatildeo de Na na presenccedila de K

Espectrofotometria de absorccedilatildeo Atocircmica

Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

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Custo

s

FAAS ~ R$ 3000000

GF AAS ~ R$ 8000000

Lacircmpadas R$ 50000 ndash 150000

Gases energia manutenccedilatildeo

Aplicaccedilotildees

Ambiental (solos aacuteguas plantas)

Cliacutenica (urina sangue cabelo)

Alimentos (teor de metais em cereais

enlatados)Induacutestria (mineacuterios

petroacuteleomedicamentos)

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