Espectroscopia Atmica

Espectroscopia Atmica

La espectroscopia 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-XINTRODUCCINLos 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 principios bsicos de absorcin atmica Pueden expresarse en tres grandes conceptos :Todos los tomos pueden absorber luz

La longitud de onda a la cual la luz es absorbida es especifica para cada elemento en particular

La cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentracin de tomos absorbentesFUNDAMENTOTcnica analtica que permite cuantificar los elementos qumicos (metales y no metales)

Se fundamenta en la propiedad de los tomos de absorber E a una longitud de onda especfica.

EnergaLuz/CalorEnerga LuzAbsorcinEmisinAtomo Estado Fundamental y GaseosoEmisin y Absorcin AtmicaAtomo Estado ExcitadoNeutrn Protn ( + )Electrn ( - )La energa del electrn es mayor cuanto mayor sea el radior1r2De r2 r1 se pierde energa en forma de luz, se emite un fotnDe r1 r2 se absorbe un fotn de energa, Pierde energa en forma de fotnAbsorbe energa en forma de fotn

Espectrometra de absorcin

E=hvE= energa del fotnH= constante de Planck (6.63x10-34Js77031E2E1E1 = hv1E2 = hv2Radiacin incidente P0Radiacin emitida PA12Mtodo de absorcin

Las muestras se vaporizan y se convierten en tomos libres por atomizacin (etapa crtica).

Proceso de Atomizacin

Cmara de Vaporizacin

Nebulizacin: La disolucin se convierte en niebla o aerosol lquido

El lquido se dispersa en gotitas finas en el extremo del capilar.

Gotas de dimetro inferior a 10 m, son introducidas en la llama. Mediante bolas de impacto, tabiques, deflectores, etc.Procesos que tienen lugar en la llama:

a) Desolvatacin: Eliminacin del agua y otros disolventes para formar pequeas partculas de sal. La velocidad de evaporacin depende:

* La velocidad de transferencia de calor desde el ambiente de la llama hasta la gota de aerosol.* Tamao de las gotas.* Caractersticas del disolvente y temperatura de la llama.

b) Volatilizacin: Transformacin de partculas de sal slidas ( aerosol slido) o fundidas en vapor. Depende de la composicin qumica del analito, del tamao de las partculas y la temperatura de la llama.Atomizadores de FlamaSe utilizan en E, A y F atmicaEl nebulizador comn es un tubo concntrico, donde la muestra se aspira a travs de un tubo capilar mediante un flujo de gas a alta presin (efecto Venturi).

Estructura de la FlamaZona de combustin primaria Color azul que proviene de los espectros de bandas de C2, CH y otros radiacales esta zona no alcanza el equilibrio trmico Region Interconal Parte ms caliente de la llama Aqu se produce la combustin completa Ms utilizada en EAA (Zona de fusin y disociacin rica en tomos libres) Cono exterior zona de reaccin secundaria se forman xidos moleculares estables

CombustibleOxidanteTemperaturas (C)Velocidad de combustin(cm s-1)Gas naturalAire1,700 1,90039 43 Gas naturalOxgeno2,700 2,800370 390 HidrgenoAire2,000 2,100 300 440 HidrogenoOxgeno2,550 2,700900 1,400 AcetilenoAire2,100 2,400158 266 AcetilenoOxgeno3,050 3,1501,100 2,480Acetilenoxido Nitroso2,600 2,800285El parmetro que se utiliza para caracterizar una llama es la temperatura de la regin intermedia y depende la mezcla Combustible y Oxidante. Reguladores de combustible y oxidanteLos caudales se controlan, por medio de reguladores de presin de doble diafragma seguido de vlvulas de agujas situadas en el instrumento.

El Q se mide ms con el Rotmetro. Tubo cnico, graduado y transparente montado verticalmente con su extremo ms estrecho hacia abajo.

Ventajas y Desventajas Reproducibilidad de muestra inyectada.

Una desventaja es la pobre eficiencia de la atomizacin Esto puede ocurrir por dos razones:

Primero: la mayora del aerosol producido durante la nebulizacin son gotas muy grandes para ser acarreadas hacia la flama por los gases de combustin.

La segunda razn es que un volumen grande de gases de combustin diluye la muestra.

Atomizacin ElectrotrmicaArco elctrico, lser, plasmas y microondas de alta frecuencia, filamentos y bandas atomizadoras, as como hornos de alta temperatura.

* Horno de grafito- Atomizacin electrotrmica ms utilizada -Se aplica un fuerte calentamiento de una resistencia elctrica para atomizar por completo la muestra.- El descubrimiento de la cubeta de Lvov (1969) hizo que por 1 vez la tcnica del horno se aplicase con xito en el anlisis cuanti por EAAHorno de grafitoLa atomizacin se produce en un tubo cilndrico de grafito abierto en ambos extremos y con un orificio central para la introduccin de la muestra mediante. Mide 5 cm de largo y dimetro interno