ESPECTROMETRA PTICA

ATMICA

La espectrometra ptica atmica se basa en la

ABSORCIN, EMISIN o FLUORESCENCIA de tomos

o iones elementales.

Dos regiones del espectro electromagntico dan

informacin atmica: UV-VIS y rayos-X

En espectrometra ptica atmica, los

elementos presentes en una muestra se

convierten en tomos gaseosos o iones

elementales mediante un proceso

trmico llamado ATOMIZACIN. Se mide

a continuacin la absorcin UV VIS, la

emisin o la fluorescencia de las

especies atmicas presentes en el

vapor.

La espectroscopa de AA es un medio sensible para la

identificacin cuantitativa de ms de 60 metales o

elementos metaloides

Los espectros atmicos UV y VIS se obtienen mediante

un adecuado tratamiento trmico, que convierte los

componentes de una muestra en tomos o iones

elementales gaseosos

Las tcnicas espectroscpicas de AA consisten en

cuantificar la energa absorbida proveniente de una

fuente de radiacin incidente, que ha excitado a los

electrones elementales desde su estado fundamental

El proceso por medio del cul la muestra se convierte

en vapor atmico se denomina ATOMIZACIN. Existen

dos tipos de atomizadores: Continuos y Discretos.

Los atomizadores CONTINUOS se usan para la

atomizacin con llama, en dicho mtodo la muestra

disuelta se introduce en una llama a una velocidad

constante, por aspiracin

Los atomizadores DISCRETOS se usan para el mtodo

de Atomizacin Electrotrmica (Hornos de Grafito) y en

ellos se introduce una cantidad medida de la muestra

Los espectros atmicos se originan a partir de las

transiciones electrnicas entre orbitales atmicos y

producen lneas de absorcin extremadamente delgadas

con anchos de banda de longitud de onda de

aproximadamente 0.1 nm. Los picos de absorcin

atmica son mucho ms angostos que los que se

observan en la espectrometra molecular UV-VIS, ya que

no hay orbitales enlazantes en la capa electrnica de

valencia externa.

Los espectros de emisin, absorcin o de fluorescencia

de las partculas atmicas gaseosas (tomos o iones)

estn constituidos por lneas estrechas y bien definidas

que provienen de las transiciones de los electrones ms

externos. En el caso de los metales, las energas de

esas transiciones son tales que implican a las

radiaciones UV, VIS y NIR

Un espectro de AA caracterstico consta

predominantemente de LNEAS de RESONANCIA que

son el resultado de transiciones del estado fundamental

a niveles superiores.

ATOMIZACIN CON LLAMA

En este tipo de atomizacin una solucin de la muestra se

nebuliza antes de llegar a la llama mediante un nebulizador,

que transforma la muestra en un aerosol (gotas diminutas de

lquido). En la llama ocurren una serie de procesos encadenados que llevan como resultado una mezcla de tomos y iones del

analito, molculas de muestra y otras especies moleculares y

atmicas

TIPOS DE LLAMAS MS UTILIZADAS EN

ESPECTROSCOPA ATMICA

COMBUSTIBLE OXIDANTE TEMPERATURA C

acetileno aire 2100 - 2400

acetileno xido nitroso 2660 2800

acetileno oxgeno 3050 3150

ESTRUCTURA DE LA LLAMA

La regin interconal es la de mayor temperatura y

permite mayor reproducibilidad de anlisis

NEBULIZADOR DE LLAMA

Es un NEBULIZADOR NEUMTICO que transforma la

solucin de la muestra en una niebla o aerosol que

luego se introduce en un quemador. El gas a presin

alta es el agente oxidante.

ATOMIZADORES ELECTROTRMICOS

(HORNOS DE GRAFITO)

En estos atomizadores, se evaporan primero

unos pocos L (0.5 -10) de muestra a

temperatura moderada y luego se calcinan a

una temperatura ms alta en un tubo de

grafito calentado elctricamente. Despus de

la calcinacin la corriente se incrementa en

varios cientos de amperios, lo cul eleva la

temperatura a unos 2000 o 3000 C. En estas condiciones se mide la absorcin de las

partculas atomizadas.

Los mtodos analticos que se basan en la absorcin

atmica son muy especficos debido a que las lneas de

absorcin atmica son considerablemente estrechas y las

energas de transicin electrnica son nicas para cada

elemento.

FUENTES DE RADIACIN

Lmpara De ctodo hueco

ATOMIZACIN EN VAPOR FRO

Esta tcnica se utiliza slo en la determinacin de

mercurio, ya que es el nico elemento metlico que

posee una presin de vapor apreciable a temperatura

ambiente. La determinacin de mercurio es de vital

importancia actualmente, debido a la toxicidad de varios

de sus compuestos orgnicos y su amplia distribucin

en el ambiente. El mtodo de eleccin para analizar el

mercurio es la vaporizacin fra seguida de absorcin

atmica. Al efectuar este tipo de anlisis el mercurio se

convierte en Hg+ por tratamiento de las muestras con

una mezcla oxidante de cidos ntrico y sulfrico,

seguido de reduccin del Hg+ al metal con SnCl2. Se

obtienen los lmites de deteccin en un intervalo de

partes por billn (ppb).

GENERACIN DE HIDRUROS

Las tcnicas de generacin de hidruros proporcionan un mtodo

para introducir, en forma de gas, muestras que contienen

ARSNICO, ANTIMONIO, ESTAO, SELENIO, BISMUTO Y PLOMO

en un atomizador. Dicho procedimiento mejora los lmites de

deteccin de estos elementos de 10 a 100 veces. Debido a que

varias de estas especies son altamente txicas es de considerable

importancia su determinacin a concentraciones bajas. Su

toxicidad obliga tambin a que los gases producidos en la

atomizacin deban eliminarse de una manera segura y eficaz.

Generalmente, se pueden generar rpidamente HIDRUROS

VOLTILES adicionando una solucin acuosa de muestra a un

volumen pequeo de solucin acuosa (al 1%) de borohidruro de

sodio en un frasco de vidrio. El hidruro voltil es arrastrado por un

gas inerte hacia a la cmara de atomizacin que generalmente es

un tubo de slice calentado a varios cientos de grados C., donde al

descomponerse el hidruro, se generan los tomos del analito.

TIPOS DE INTERFERENCIAS QUE PUEDEN PRESENTARSE

Presencia de productos de combustin

ESPECTRALES

Dispersin o absorcin debida a matriz de la muestra

Formacin de compuestos voltiles

QUMICAS Equilibrios de disociacin

ionizacin en la llama (xido nitroso u oxgeno)

En teora la AA debera de cumplir la Ley de

Beer, pero como se pueden dar desviaciones,

debern preparase peridicamente RECTAS

DE CALIBRACIN que cubran el intervalo de

concentraciones de las muestras. El mtodo

de Adicin de Estndar se utiliza ampliamente

en AA con el objeto de contrarrestar total o

parcialmente las interferencias qumicas y

espectrales introducidas por la matriz de la

muestra.

APLICACIONES DE LA ESPECTROSCOPA DE

ABSORCIN ATMICA

En general se usa para determinar huellas de metales en

distintos tipos de muestras. Como ya se ha mencionado,

las muestras deben estar en solucin. Las muestras

slidas, si es posible disolverlas con un cido fuerte

como el HNO3 (para aleaciones metlicas), o si fuera

necesario, con agua regia. Las muestras de aguas

ambientales requieren poco pretratamiento y las

muestras de rocas y suelos luego de disolverse con

digestin cida, pueden analizarse fcilmente. En

productos farmacuticos se utiliza para determinar el

contenido de cationes en los preparados de minerales y

en alimentos fortificados como cereales, entre otros. En

muestras de sangre entera, suero sanguneo y otros

fluidos corporales, pueden determinarse cationes

metlicos, con esta instrumentacin.