ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA

La espectroscopía atómica se basa en la ABSORCIÓN, EMISIÓN o FLUORESCENCIA de átomos o iones

elementales. Dos regiones del espectro electromagnético dan información atómica: UV-VIS y

rayos-X

La espectroscopía de AA es un medio sensible para la identificación cuantitativa de más de 60 metales o

elementos metaloides

Los espectros atómicos UV y VIS se obtienen mediante un adecuado tratamiento térmico, que convierte los

componentes de una muestra en átomos o iones elementales gaseosos

Las técnicas espectroscópicas de AA consisten en cuantificar la energía absorbida proveniente de una fuente de radiación incidente, que ha excitado a los

electrones elementales desde su estado fundamental

El proceso por medio del cuál la muestra se convierte en vapor atómico se denomina ATOMIZACIÓN. Existen

dos tipos de atomizadores: Continuos y Discretos.

Los atomizadores CONTINUOS se usan para la atomización con llama, en dicho método la muestra disuelta se introduce en una llama a una velocidad

constante, por aspiración

Los atomizadores DISCRETOS se usan para el método de Atomización Electrotérmica (Hornos de Grafito) y en

ellos se introduce una cantidad medida de la muestra

Los espectros atómicos se originan a partir de las transiciones electrónicas entre orbitales atómicos y

producen líneas de absorción extremadamente delgadas con anchos de banda de longitud de onda de

aproximadamente 0.1 nm. Los picos de absorción atómica son mucho más angostos que los que se

observan en la espectrometría molecular UV-VIS, ya que no hay orbitales enlazantes en la capa electrónica de

valencia externa.

Los espectros de emisión, absorción o de fluorescencia de las partículas atómicas gaseosas (átomos o iones)

están constituidos por líneas estrechas y bien definidas que provienen de las transiciones de los electrones más

externos. En el caso de los metales, las energías de esas transiciones son tales que implican a las

radiaciones UV, VIS y NIR

Un espectro de AA característico consta predominantemente de LÍNEAS de RESONANCIA que

son el resultado de transiciones del estado fundamental a niveles superiores.

ATOMIZACIÓN CON LLAMA

En este tipo de atomización una solución de la muestra se

pulveriza en la llama mediante un nebulizador, que transforma la muestra en un aerosol (gotas

diminutas de líquido). En la llama ocurren una serie de procesos encadenados que llevan como resultado una

mezcla de átomos y iones del analito, moléculas de muestra y

otras especies moleculares y atómicas

TIPOS DE LLAMAS MÁS UTILIZADAS EN ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA

COMBUSTIBLE OXIDANTE TEMPERATURA °C

acetileno aire 2100 - 2400

acetileno óxido nitroso 2660 – 2800

acetileno oxígeno 3050 – 3150

ESTRUCTURA DE LA LLAMA

La región interconal es la de mayor temperatura y permite mayor reproducibilidad de análisis

ATOMIZADOR DE LLAMA

Consisten de un NEBULIZADOR NEUMÁTICO que transforma la solución de la muestra en una niebla o

aerosol que luego se introduce en un quemador. El gas a presión alta es el agente oxidante.

ATOMIZADORES ELECTROTÉRMICOS (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 más alta en un tubo de

grafito calentado eléctricamente. Después de la calcinación la corriente se incrementa a varios cientos de amperios, lo cuál eleva la

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

partículas atomizadas.

Los métodos analíticos que se basan en la absorción atómica son muy específicos debido a que las líneas de absorción atómica son considerablemente estrechas y las energías de transición electrónica son únicas para cada elemento.

FUENTES DE RADIACIÓN

Lámpara De cátodo hueco

ATOMIZACIÓN EN VAPOR FRÍO

Esta técnica se utiliza sólo en la determinación de mercurio, ya que es el único elemento metálico que

posee una presión de vapor apreciable a temperatura ambiente. La determinación de mercurio es de vital

importancia actualmente, debido a la toxicidad de varios de sus compuestos orgánicos y su amplia distribución en el ambiente. El método de elección para analizar el mercurio es la vaporización fría seguida de absorción

atómica. Al efectuar este tipo de análisis el mercurio se convierte en Hg2+ por tratamiento de las muestras con

una mezcla oxidante de ácidos nítrico y sulfúrico, seguido de reducción del Hg2+ al metal con SnCl2. Se

obtienen los límites de detección en un intervalo de partes por billón (ppb).

GENERACIÓN DE HIDRUROS

Las técnicas de generación de hidruros proporcionan un método para introducir, en forma de gas, muestras que contienen ARSÉNICO, ANTIMONIO, ESTAÑO, SELENIO, BISMUTO Y PLOMO en un atomizador. Dicho procedimiento mejora los límites de detección de estos elementos de 10 a 100 veces. Debido a que varias de estas especies son altamente tóxicas es de considerable importancia su determinación a concentraciones bajas. Su toxicidad obliga también a que los gases producidos en la atomización deban eliminarse de una manera segura y eficaz.

Generalmente, se pueden generar rápidamente HIDRUROS VOLÁTILES adicionando una solución acuosa de muestra a un volumen pequeño de solución acuosa (al 1%) de borohidruro de sodio en un frasco de vidrio. El hidruro volátil es arrastrado por un gas inerte hacia a la cámara de atomización que generalmente es un tubo de sílice calentado a varios cientos de grados C., donde al descomponerse el hidruro, se generan los átomos del analito.

TIPOS DE INTERFERENCIAS QUE PUEDEN PRESENTARSE

Presencia de productos de combustión

ESPECTRALES

Dispersión o absorción debida a matriz de la muestra

Formación de compuestos volátiles

QUÍMICAS Equilibrios de disociación

ionización en la llama (óxido nitroso u oxígeno)

En teoría la AA debería de cumplir la Ley de Beer, pero como se pueden dar desviaciones, deberán preparase periódicamente RECTAS DE CALIBRACIÓN que cubran

el intervalo de concentraciones de las muestras. El método de Adición de Estándar se utiliza ampliamente

en AA con el objeto de contrarrestar total o parcialmente las interferencias químicas y espectrales

introducidas por la matriz de la muestra.

Agregar tabla con límites de detección para cada elemento.