Absorción y emisión atómica

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  • 15/08/2013

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    Absorcin y emisin atmica

    En la espectrofotometra de absorcin atmica, los tomos en fase de vapor absorben radiaciones energticas correspondientes a sus lneas de resonancia (UV-VIS), en cantidad proporcional a su concentracin. La tcnica se caracteriza por su sencillez, rapidez y selectividad. La espectrofotometra de emisin atmica consiste en el anlisis de la radiacin emitida luego de que los tomos se han excitado por accin de la llama.

    Absorcin ultravioleta y visible.- Est constituido por bandas representativas de un gran nmero de transiciones.-Las aplicaciones cualitativas de estas tcnicas son bastante limitada. Sin embargo, la sensibilidad es relativamente alta, caracterstica adecuada para aplicaciones cuantitativas.Emisin ultravioleta y visible.-En la prctica se utiliza para fines cualitativos

    Mtodos espectrocpicos para determinar elementos en alimentos

    Elementos Nutrientes

    Txicos: contaminante proceso, conservacin

    Nutrientes Macrominerales: Na, K, Mg, Ca, P

    Presentes en plantas y animales

    Transporte inico celular

    Microminerales: Fe, Cu, Zn, Mn

    Nivel de trazas. Participan en reacciones bioqcas., enzimticas y

    tienen valor nutricional

    Microelementos: Co, Sc, V, Cr3+, Ni, Sn

    Nivel de ultra-trazas. Aumento del metabolismo. Absorcin de otros

    nutrientes ( g-pgr)

    Txicos As, Pd, Al, B, Bi, Cr6+, Si, Ba, Ti, Sb, Li, Ag, Au, Pt, Pd, Ra, U, Zr

    Contaminacin ambiental; polucin

    filtros y catalizadores industriales (industria farmacutica,

    petroqumica)

    envases

    ollas, recipientes de cocina

    http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=hi4LOumeVTswsM&tbnid=PJz5fZnrTsQTzM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.green-planet-solar-energy.com%2Fatomic-emission-spectrum.html&ei=LyYGUqD_FqOriQKL-YGQCg&psig=AFQjCNH7IOYSw_9QL9d00vLs8jwLrEcLQw&ust=1376221088644602

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    Absorcin atmica

    Se pueden originar transiciones entre niveles externos o entre niveles internos de los tomos, segn que la radiacin absorbida sea ultravioleta-visible y de rayos X,

    respectivamente. Ejemplos de posibles transiciones y lneas en los tomos de Sodio y Potasio correspondientes a e- externos:

    Figura. Diagrama de niveles de energa para el sodio y para el potasio

    Fig. Espectro de emisin del tomo de sodio. Los nmeros indican las correspondientes longitudes de onda en angstroms.

    Los espectros de espectroscopa UV-visible atmicos son mas sencillos que los moleculares porque no involucran subniveles vibracionales ni rotacionales.

    Atomic spectrum : Sharp-line absorption and emission spectrum

    Molecular spectrum: Broad-band absorption and emission spectrum

    http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&docid=WhZnf7PUE1Oc7M&tbnid=x_lQ8GNYqjlfaM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.astrofisicayfisica.com%2F2012%2F06%2Fque-es-el-espectro-electromagnetico.html&ei=ZSQGUqYgqaeIAtGsgbgD&psig=AFQjCNHm0a5sRaW1eznPhr_OEvyYdcqruQ&ust=1376220574767450

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    Funcin y condiciones de las llamas

    La llama tiene tres funciones bsicas: permite pasar la muestra a analizar del estado lquido a estado gaseoso; descompone los compuestos moleculares del elemento de inters en tomos individuales o en molculas sencillas y excita estos tomos o molculas.

    Las condiciones que debe cumplir una llama para considerarla satisfactoria es que tenga la temperatura adecuada y que en ella se forme un ambiente gaseoso que permita las funciones mencionadas. Adems, el ruido de fondo de la llama no debe interferir las observaciones a efectuar.

    Una llama tpica consta de: cono interno, cono externo y zona entre conos como podemos observar en la siguiente figura.

    El cono interno es la zona en que tiene lugar, generalmente, una combustin parcial, es decir sinequilibrio trmico. Esta zona se calienta por conduccin y radiacin a partir de la regin mscaliente que se encuentra sobre ella. En ella se forman los productos de oxidacin intermedios, seproduce una gran emisin de luz (a partir del combustible y no de la muestra), una elevadaionizacin y una gran concentracin de radicales libres. Es muy poco utilizada para trabajoanaltico.

    Inmediatamente encima de la regin del cono interno se encuentra la zona interconal. Es la llamadaparte caliente de la llama y en ella tiene lugar una combustin completa y se alcanza casi unequilibrio termodinmico. Esta llama es la que se utiliza prcticamente en anlisis porfotometra de llama y espectroscopa de absorcin atmica. La altura de esta zona sobre elquemador vara considerablemente con el tipo de quemador, la naturaleza de los gases utilizados ysu velocidad de flujo.

    La regin del cono externo es una zona de combustin secundaria en la que los productosparcialmente oxidados como el monxido de carbono pueden completar su combustin. Esta reginse enfra por el aire circundante y es, en general, una regin poco til.

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    Fenmenos que tienen lugar en la llama

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

    2. - La sal seca se vaporiza, es decir, pasa al estado gaseoso.

    3. - Las molculas gaseosas, o una parte de ellas, se disocian progresivamente dando lugar a tomos neutros o radicales. Estos tomos neutros son las especies absorbentes en espectroscopa de absorcin atmica y son las especies emisoras en fotometra de llama.

    4. - Parte de los tomos neutros se excitan trmicamente o se ionizan. La fraccin excitada trmicamente es importante en anlisis por fotometra de llama ya que el retorno al estado fundamental de los electrones excitados es el responsable de la emisin de la luz que se mide.

    5. - Parte de los tomos neutros o de los radicales que se encuentran en la llama pueden combinarse para formar nuevos compuestos gaseosos. La formacin de estos compuestos reduce la poblacin de los tomos neutros en las llamas y constituye las llamadas interferencias qumicas que se presentan en los mtodos de anlisis que utilizan llamas.

    La eficacia con que las llamas producen tomos neutros tiene mucha importancia. La llama de xido nitroso-acetileno, que es ms caliente que la de aire acetileno, parece ser ms efectiva para la formacin de tomos neutros. Los metales alcalinos son una excepcin, probablemente debido a que la ionizacin es apreciable en la llama caliente. En cualquier caso, estos dos tipos de llama son los ms adecuados para fotometra de llama y absorcin atmica.

    A las temperaturas ordinarias de llamas es relativamente baja la fraccin de tomos del estado fundamental que se excita. nicamente si la temperatura de la llama es muy elevada la fraccin de tomos excitados empieza a ser apreciable. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de controlar la temperatura de la llama cuidadosamente para fotometra de emisin. Por el contrario, la fraccin de tomos en el estado fundamental es muy elevada y, por lo tanto, pequeas fluctuaciones en la temperatura de la llama no son importantes para el anlisis por absorcin atmica.

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    Atomizacin con llama

    En un atomizador con llama la solucin de la muestra es nebulizada mediante un flujo de gas oxidante mezclado con el gas combustible y se transforma en una llama donde se produce la atomizacin. El primer paso es la desolvatacin en el que se evapora el solvente hasta producir un aerosol molecular slido finamente dividido. Luego, la disociacin de la mayora de estas molculas produce un gas atmico.

    Tipos de llama

    Combustible Oxidante Temperatura

    Gas LP Aire 1700-1900

    Gas LP Oxgeno 2700-2800

    Hidrgeno Aire 2000-2100

    Hidrgeno Oxgeno 2550-2700

    Acetileno Aire 2100-2400

    Acetileno Oxgeno 3050-3150

    Acetileno xido nitroso 2600-2800

    La ionizacin que tiene lugar en las llamas produce normalmente la prdida de un slo electrn y se puede representar:

    A A+ + e-

    A = tomo neutro

    A+ = su ion positivo

    e- = electrn libre

    Este proceso de disociacin depende de la concentracin o de la presin, ya que una especie se disocia en dos. Al aumentar la presin parcial de los tomos en la llama, el porcentaje de ionizacin disminuye tal como debe esperarse de la aplicacin de la ley de Le Chtelier.

    A la temperatura de la llama acetileno-oxgeno la mayor parte de los elementos se encuentran apreciablemente ionizados. El grado de ionizacin del elemento a analizar puede disminuirse por adicin de una elevada concentracin de otro elemento que sea ms fcilmente ionizable (tampn de radiacin o supresor de ionizacin).

    Es preferible, por lo general, suprimir de este modo la ionizacin a utilizar temperaturas de llama ms bajas que hacen aumentar las interferencias qumicas.

    G:/wiki/CombustibleG:/wiki/OxidanteG:/wiki/TemperaturaG:/wiki/Gas_licuado_de_petr%C3%B3leoG:/wiki/AireG:/wiki/Ox%C3%ADgenoG:/wiki/Hidr%C3%B3genoG:/wiki/AcetilenoG:/wiki/%C3%93xido_nitroso

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    EMISION ATOMICA:

    Fotometra de llama

    - Se utiliza una llama como fuente de excitacin, que es menos energtica que el arco o la chispa.

    -El campo de aplicacin de esta tcnica est limitada a los elementos ms fcilmente excitables, como

    alcalinos y alcalinotrreos.

    Espectrometra de Emisin de plasma ICP (Plasma acoplado por induccin)

    - La utilizacin de un plasma como fuente de excitacin, ICP, presenta indudables ventajas relacionadas

    con su carcter multielemental (abarca casi todos los elementos), alta sensibilidad, gran intervalo de

    linealidad y buena selectividad.

    ABSORCION ATOMICA:

    Fotometra de llama

    Atomizacin electro