Absorcion Atòmica

83
Espectroscopia de Absorción Atómica

description

Absorcion Atomica

Transcript of Absorcion Atòmica

Page 1: Absorcion Atòmica

Espectroscopia de Absorción Atómica

Page 2: Absorcion Atòmica

Radiación Electromagnética:• Energía que se transmite

por el espacio a enormes velocidades.

• Adopta muchas formas (Ejem. Luz, calor , Rayos X, Radiación , UV, W, etc.)

Page 3: Absorcion Atòmica

Características de la energía Electromagnética

• Longitud de Onda.• Frecuencia.• Velocidad.• Amplitud.• No necesita medio de

propagación. • Comportamiento Dual:

Onda y Partícula

Page 4: Absorcion Atòmica

Modelo tipo onda:• Presenta como parámetros ondulatorios:

Amplitud (A), Periodo (P), Longitud de Onda (), Frecuencia (, 1/P).

Tiempo

P Periodo

Longitud de Onda ( ) Amplitud (A)

Page 5: Absorcion Atòmica

Espectro de la Radiación Electromagnética (m) 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1 10

(nm) 400 500 600 700 800

Rayos Rayos x

Ultravioleta Infrarrojo

Ondas Hertzianas (radio,TV)

Microondas

Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo

Visible

Page 6: Absorcion Atòmica

EspectroscopiaEspectroscopia • Medición e interpretación de

fenómenos de absorción, dispersión o emisión de radiación electromagnética que ocurre en átomos, moléculas u otras especies químicas. La absorción o emisión están asociadas a los cambios de estado energéticos de las partículas actuantes.

Page 7: Absorcion Atòmica

Espectroscopia Atómica

Se refiere exclusivamente a los fenómenos de absorción, dispersión o emisión, asociados a especies atómicas, para los cuales los cambios en los estados energéticos siguen patrones definidos.

Page 8: Absorcion Atòmica

Absorción Atómica

Proceso mediante el cual un átomo libre en estado fundamental absorbe energía y pasa a un estado de energía superior, llamado estado excitado.

Proceso de la Absorción Atómica

Estado fundamental

E

0.0 eV

Estado Excitado

Energía

luminosa

Page 9: Absorcion Atòmica

Diagramas energéticos para algunos átomos

8

7

6

5

4

3

2

1

0 2s

3s

2pn

3d3pn

4d

II’ 5.391 V

Li

II’ 5.139 V

Na

4pn

4s3d

3pn

3s

II’ 4.340 V

4s

5s

4pn

3dn6s 5pn

6pn

4d

K

3s2

3pn

3pn

4s

5s

3d

3p2

II’ 7.646 V

Mg

Page 10: Absorcion Atòmica

Niveles energético del Atomo de Sodio

• El átomo de sodio (Na) presenta solo dos niveles energéticos de alta energía (estados excitados), a los cuales pueden accederse aplicandose energía de una longitud de onda especifica.

Estado Excitado I

Estado Excitado II

2.2 eV

3.6 eV

589 nm330.3 nm

0.0 eVEstado Fundamental

E

Page 11: Absorcion Atòmica

Análisis Cuantitativo por Absorción Atómica

Luz a una longitud de onda especifica, de una intensidad inicial Io, es enfocada sobre la llama que contiene átomos en estado fundamental. La intensidad inicial de la luz se vera disminuida en una cantidad proporcional a la concentración de los átomos de la llama. La luz es enfocada sobre el detector para medir la intensidad disminuida I. La cantidad de luz absorbida se determina al comparar I e Io. El valor resultante se denomina “TRANSMITANCIA” (T).

Io I

Fuente de Luz Flama rica en

átomos libresDetector

T = I / Io%T = 100 x (I / Io)% A = 100 - % T

Absorbancia = log (Io / I)

Page 12: Absorcion Atòmica

Relación Absorbancia - Transmitancia

Io

Io

I

I AbsorbanciaTransmitancia

Absorbancia

Transmitancia

Page 13: Absorcion Atòmica

Curva de Calibración

• Registro de los valores de absorbancia y valores de concentración de soluciones estándar en un eje de coordenadas. El registro obtenido se une mediante una línea que debe de acercarse lo mas posible a todos los puntos.

Concentración

Abso

rban

cia

0.8

0.4

1.2

1.6

0.08

0.12

0.16

0.20

Concentración de la muestra.

Absorbancia de la muestra

Page 14: Absorcion Atòmica

Componentes de un Espectrofotómetro de Absorción Atómica.

Un Espectrofotómetro de Absorción Atómica presenta los siguientes componentes:* Fuente de Luz.* Optica en la Unidad de Atomización.* Unidad de Atomización.* Monocromador.* Detector.* Unidad convertidor de Respuesta .* Pantalla de presentación de datos

Fuente de Luz Unidad de Monocromador Detector Pantalla

Atomización de datos

Page 15: Absorcion Atòmica

Fuente de Luz:Lámpara de Cátodo Hueco (1/5)

Cátodo Hueco Elemento de recubrimiento

AnodoVentana de cuarzo

39 màx.

25.4 1.2

150 ± 3

165 màx.

44 ø màx.

Page 16: Absorcion Atòmica

Fuente de Luz:Procesos en la lámpara de cátodo Hueco (2/5)

1.- Desalojo

2.- Excitación

3.- Emisión

Ar+

M

MAr+

M*

M*

M

Page 17: Absorcion Atòmica

Fuente de Luz:

Estructura de una Híper-Lámpara (3/5)Anodo Electrodo de radiación

Termo-Electrónica

Cátodo Hueco

Page 18: Absorcion Atòmica

Fuente de Luz:(4/5)

Las Lámparas de Cátodo Hueco son una fuente de energía pobre para los siguientes elementos:

Antimonio (Sb) Selenio (Se)

Arsénico (As) Talio (Ta)

Mercurio (Hg)

Page 19: Absorcion Atòmica

Fuente de Luz (5/5)

Ventajas de una Lámpara de Cátodo Hueco (HCL), con respecto a una Lámpara de Descarga (EDL)

Ventajas de la HCL: Ventajas de la EDL:•No requiere de mucho tiempo de calentamiento.•No presenta problema de Deriva.

•No requiere de una fuente opcional de energía.

•Bajo costo.

•Bajos limites de detección.

•Mejor Precisión.

•Mas intensa.

•Mayor tiempo de vida.

•Alto costo.

Page 20: Absorcion Atòmica

Atomización:

Proceso físico que consiste en llevar el analito (elemento objetivo) a estado atómico. Dos sistemas de Atomización:

* Atomización por Flama.* Atomización sin flama o Electrotérmica.

EMPESA

Page 21: Absorcion Atòmica

Atomización por Flama

Utiliza una flama química para llevar a cabo la atomización de los elementos a medir.

Entre las flamas mas frecuentemente usadas se encuentran las flamas de Aire-Acetileno y la Flama Oxido Nitroso-Acetileno.

Estos dos tipos de flama resuelven en su mayoría las necesidades de análisis en absorción atómica.

Page 22: Absorcion Atòmica

Estructura de la Flama

Cono Externo

Región Interconal

Zona de Combustión Primaria

Page 23: Absorcion Atòmica

Perfil de Absorbancia de la Flama

Absorbancia

Altura de Flama en cm.0 2.5 5.0

MgAg

Cr

Page 24: Absorcion Atòmica

Procesos físicos durante la Atomización

Aerosol

Aerosol (Sólido/Gas)

Moléculas gaseosas Moléculas Excitadas (hv Molecular)

Atomos Atomos Excitados (hv Atómica)

Iones Atómicos Iones Excitados (hv Atómica)

Nebulizaciòn

Desolvatacion

Volatilizaciòn

Disociación (Reversible)

Ionización (Reversible)

Disolución del Analito

Page 25: Absorcion Atòmica

CaCl2

Ca ClCa+ Cl-

CaO Cl-

Flama

Atomización de una solución de CaCl2

Aire

Acetileno

Muestra Solución

Nebulizador

Luz de 422.7 nm

Quemador

Cámara de Atomización

Drenaje

Page 26: Absorcion Atòmica

Ejemplo de un sistema de atomización comercial

Sistema de Flujo Laminar

Sistema de uso comercial

Page 27: Absorcion Atòmica

Atomizadores sin Flama o Electrotérmicos

• Utilizan corriente eléctrica para realizar el proceso de atomización.

• Utilizan tubos de grafito.• El control de temperatura se realiza por

computadora y puede involucrar hasta 20 etapas de calentamiento.

• Etapas definidas en el proceso de atomización: Secado (Desolvatación), Calcinación y Atomización.

Page 28: Absorcion Atòmica

Esquema de un Atomizador sin Flama

Programador de Temperatura

Fuente eléctrica de Calentamiento

Al Monocromador

Sensor de Temperatura

Puerto de Muestra

Page 29: Absorcion Atòmica

Esquema de un Tubo de Grafito

Tubo de Grafito Muestra

Puerto de Muestra

Fuente de Energía

Page 30: Absorcion Atòmica

Etapas de Atomización en un sistema Horno de Grafito

Temp

Absorción

Secado Pico de Absorción Atómica

Absorción o Dispersión por moléculas

Tiempo

Tiempo

Calcinado Atomizado

Page 31: Absorcion Atòmica

Método de corrección por Deuterio

Absorción Atómica

Absorción Molecular

Absorción Atómica + Absorción Molecular = A

I

Energía de la Lampara de Cátodo Hueco

Page 32: Absorcion Atòmica

Corrección por el método Self-Reverse

Absorción Atómica

Absorción Molecular

Pulso de Auto-Inversión de la lampara de cátodo hueco.

I

Page 33: Absorcion Atòmica

Monocromador

Lámpara de Cátodo Hueco

Regla de Gobierno de Slit Espejos ColimadoresRejilla de Difracción

Tubo Fotomultiplicador

Barra de Seno

Contador de Longitud de Onda

Esquema de un Montaje Czerny - Turner de Aberración Corregida

Page 34: Absorcion Atòmica

Monocromador - Espectros de algunas Lámparas de Cátodo Hueco

285.2 nm 422.6 nm

231.6 nm

232.2 nm

Magnesio Calcio Níquel

Page 35: Absorcion Atòmica

Monocromador - Ancho de Slit

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 (ppm)

(Abs) Ancho de Slit: 0.2 nm

Ancho de Slit 0.8 nm

0.3

0.1

0.2

0.4

0.5

0.6

Page 36: Absorcion Atòmica

DetectorFunción:Registra y amplifica la señal en forma geométrica.

Los detectores presentan placas llamados dinodos, los cuales tienen la característica de emitir de 3 a 5 electrones cuando un fotón incide sobre ellos.

Un detector presenta de 5 a 12 Dinodos.

Page 37: Absorcion Atòmica

DetectorFunción:Recibir la señal luminosa y convertirla en una señal eléctrica. Los detectores más usados son los Tubos Fotomultiplicadores (presentan gran sensibilidad en todo el rango de trabajo (190 a 900 nm).

Page 38: Absorcion Atòmica

Unidad de Procesamiento de Señales

Fuente de Luz Monocromador

Quemador

Pre-Amplificador Detector Rectificador Sincronico

ConvertIdor Fuente de Logaritmico Energia

Circuito de Expansión de Escala Registrador

Fig. 32.- Sistema de Procesamiento de señales

Fuente de Luz

Quemador

Monocromador

Detector

Pre-amplificadorRectificador Sincrónico

Convertidor Logarítmico

Circuito de expansión de escala

Registrador

Fuente de energía

Page 39: Absorcion Atòmica

Sistema de Procesamiento de señales para corrección automática de fondo

• •Rectificador• •Sincronico

•L. de C. H •. •Combinador • •Monocromador • •Detector • •500 Hz • •Convertidor • • • •de Haz • •Preamplificador • •Logaritmico

• •

• •1000 Hz• •Convertidor• •Logaritmico •Substractor

• Fuente de• •Alto voltage• •Negativo

• Fuente de energía para lámparas• •1000 Hz

• 500 Hz

•Fig. •33 .- • Procesamiento de señal para corrección automática de la absorción de fondo.

L. De C.H. MonocromadorDetector

Pre-amplificador

Rectificador Sincrónico

500 Hz

1000 Hz Convertidor Logarítmico

Convertidor Logarítmico

Substrator

Fuente de alto voltaje negativo

Fuente de energía para lámparas

100 Hz

500 Hz

Lámpara de Deuteruio

Combinador de Haz

Page 40: Absorcion Atòmica

Eficiencia del sistema de corrección

Señal de la luz de lámpara de Deuterio

Señal de salida de lámpara de Cátodo Hueco.

Registro del Detector

1 mseg.

2 mseg.

Page 41: Absorcion Atòmica

Microcomputador (1/5)

CPU

ROM

RAM

I / O TecladoUnidades de control, tal

como el motor de pulso

CRT, Impresoras,

etc..

Señal de pico, etc...

Control Automático de algunos de los parámetros esenciales de trabajo

Page 42: Absorcion Atòmica

Microcomputador (2/5)Colocación Automática de las condiciones de Trabajo

Instalación de lámpara de Cátodo Hueco en posición del paso óptico

Encendido de la lámpara

Colocación de Longitud de Onda

Ajuste Fino de la posición de la lámpara

Balance de la Intensidad de Luz

Colocación de la sensibilidad del Detector

Colocación de la razón de flujo de gases

Selección del combustible

Page 43: Absorcion Atòmica

Microprocesador (3/5) o - 0.5 o o + 0.5 (nm)

Colocación Automática dela Longitud de Onda o

Page 44: Absorcion Atòmica

Microprocesador (4/5)Procesamiento de datos: Conversión a concentración

Método de Mínimos Cuadrados (tanto para Curva de Calibración como por Adición de Patrón).La ecuación que se obtiene se expresa como:

C = k1A2 + k2A + k3

A = L1C2 + L2C + L3

Para el método de Adición de Patrón se utiliza:

C = NA + M

Donde C es la concentración, A es la Absorbancia y k1, k2, k3,L1,L2 y L3 son valores numéricos.

Page 45: Absorcion Atòmica

Microprocesador (5/5)Funciones Adicionales:

• Corrección automática de la desviación estándar.

• Remoción de Valores Anormales en medición por repetición.

• Calculo del resultado final por corrección de Peso, Volumen y razón de dilución:

Concentración Real = (C x M x L) / MC = Concentración reportada.M = Razón de Dilución.L = Volumen.W = Cantidad de Muestra

Page 46: Absorcion Atòmica

Interferencias Analíticas

• Interferencia Física (Matriz).• Interferencia Química.• Interferencia por Ionización.• Interferencias Espectrales.• Interferencia por Absorción de

fondo (Background).

Page 47: Absorcion Atòmica

Interferencias Físicas (1/5)En Flama: Fluctuación en la eficiencia de formación del Spray, debido principalmente a la diferencia en viscosidad y/o tensión superficial entre la muestra y el estándar.

Densidad : 1.00 gr./mL Densidad : 1.22 gr./mL

Page 48: Absorcion Atòmica

En Horno de Grafito: Debido principalmente a la dispersión de la muestra y/o la viscosidad de la muestra en el tubo de grafito.

Interferencias Físicas (2/5)

Tubo de Grafito Muestra

Puerto de Muestra

Page 49: Absorcion Atòmica

Interferencias Físicas (3/5)En Horno de Grafito: Debido principalmente a la dispersión de la muestra y/o la viscosidad de la muestra en el tubo de grafito.

Page 50: Absorcion Atòmica

Interferencias Físicas (4/5)•Dispersión de Muestra: Fluctuación en los valores medidos debido a que la temperatura del tubo no es uniforme. Ejemplo: Muestras en solventes Orgánicos.•Viscosidad de La Muestra: La muestra puede adherirse al Tip o al capilar de toma de muestra, lo que causa errores en la recolección de cantidad de muestra. Ejemplo: Muestras como Sangre, Jugos o Zumos que contienen numerosos componentes orgánicos.

Page 51: Absorcion Atòmica

Interferencia de Matriz (5/5 Resumen)Causas:

Naturaleza de la muestra (viscosidad, tensión superficial, densidad). Si la muestra sujeta a nebulización presenta características diferentes a la de los patrones, la velocidad de aspiración o la eficiencia de nebulización será diferente y por consiguiente el número de átomos en el rayo de luz también.

Efectos

La absorbancia de la muestra puede aumentar o disminuir (errores positivos o negativos).

Ejemplos: ** Concentración de ácidos. * Concentración de sólidos disueltos. * Solventes Orgánicos.

Solución:

Tratar de llevar las muestras y patrones a iguales condiciones.

Recu

pera

ción

(%)

0.01 0.1 1.0

100

80

60

40

20

Interferencia de la Matriz por efecto de Viscosidad

Mg (2 x 10-5 M)

Cu (8 x 10-5 M)

H3PO4 (M)

Page 52: Absorcion Atòmica

Interferencias Químicas (1/3)

Generación de Compuestos no separables por coexistencia de matriz. Ejemplo: Influencia de ion fosfato con respecto al ion Calcio en análisis por flama (generación de Fosfato de calcio).

Ocurre por:

10 Ca3(PO4)2 3 Ca+2 + 2 PO4-3 + 9 Ca3(PO4)2

Aire - C2H2

10 Ca3(PO4)2 30 Ca+2 + 20 PO4-3

N2O - C2H2

Page 53: Absorcion Atòmica

Interferencias Químicas (2/3)O por:Generación de Compuestos de Bajo punto de ebullición por coexistencia de matriz. Ejemplo: Influencia de los iones Cloruros en la medición de Cadmio por Horno de Grafito.

Cl- Cl-

Cl-Cl-

Cl-Cl- Cl-

Cl- Cl-Cd

CdCl- Cl-

Page 54: Absorcion Atòmica

Interferencias Químicas (3/3 Resumen)Causas:

Flama de baja energía como para lograr la disociación de algunas moléculas térmicamente estables. Formación de compuestos de bajo punto de atomización.Efectos:

Bajos valores da absorbancia debidos a la baja disociación de las moléculas en átomos libres.Ejemplo:

La presencia de fosfatos en la determinación de Calcio, utilizando flama Aire-Acetileno.

Solución:

* Cambio del tipo de flama (uso de flamas más energéticas).

* Modificadores de Matriz (Ejem. Nitrato de Lantano).

Calcio + Fosfato + 1000 ug/mL de Lantano

Calcio + Fosfato

ug/mL de Fósforo (como Fosfato)

Ug/m

L de

Cal

cio

0.5 1.0 1.5 2.0

1.0

0.9

0.8

0.7

0

Interferencia de Fosfato sobre Calcio

Page 55: Absorcion Atòmica

Modificadores de Matriz (1/3)• Soluciones Acuosas de

compuestos de alta pureza.• Alta Concentración (en %

Peso/Volumen (W/V)).• Función: Evitar la

obstrucción de la medición por transformación de los interferentes a sustancias volátiles o a los elementos a medir a compuestos de mayor estabilidad.

Page 56: Absorcion Atòmica

Modificadores de Matriz: Efectos (2/3)• Enmascaramiento de Matrices que obstruyen la medición

Agente Enmascarante). Ejemplo: La influencia de los iones Fosfatos (en la medición de Calcio) se enmascara por la adición de Lantano.

• Conversión de matrices a compuestos que puedan ser fácilmente sublimados o evaporados (Agente Sublimante). Ejemplo: Remoción de Iones Cloruros por Sales de Amonio o por Acidos Nítrico o Fosfórico.

• Conversión de los elementos a medir a óxidos o a compuestos metálicos intermediarios mas estables (Agentes Estabilizantes). Ejemplo: Formación de “aleaciones”, utilizando metales blancos (Pd, Pt, Rh).

Page 57: Absorcion Atòmica

Modificadores de Matriz (3/3)Sensibilidad de Sb con relación a los Modificadores de Matriz

100

80

60

40

20

0 600 800 1000 1200 1400 1600

I (%)

T (oC)

2 ug Pd4 ug Mo

20 ug Ni1.4 M HNO3

Estándar de Sb Puro (2 ng)

1 ug de Cu

0.3 M HNO3

Page 58: Absorcion Atòmica

Interferencias por Ionización (1/2)

• Desestabilización del equilibrio entre el par Atomo/Ion en la flama, debido a flamas muy enérgicas o a la coexistencia de elementos con potenciales ionicos muy bajos. Ejemplo: Influencia de Potasio (K) durante la medición de Sodio (Na) o la influencia de Sodio en la medición de Potasio.

Page 59: Absorcion Atòmica

Interferencias por Ionización: (2/2 Resumen)Causas:

Alta energía de la flama. Si la flama de trabajo es muy energética, puede originar que los átomos pasen al estado excitado o a la remoción total del electrón, originando un ion.

Efectos:

Disminución de átomos disponibles en estado fundamental en el paso del haz de luz.

Ejemplo:

Determinación de Bario en flama Aire-Acet.Solución:

Modificadores de Matriz (generalmente soluciones de Sodio o Potasio). Esta soluciones contienen elementos fácilmente ionizables, lo que generan flamas ricas en electrones.

553.5 nm

455.4 nm

553.5 nm (Resonancia)

455.4 nm (Línea del ion)Bario

500 1000 1500 2000 2500 3000ug/mL de Potasio añadido

Abso

rban

cia

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Interferencia por Ionización(Efecto de la adición de ion Potasio)

Page 60: Absorcion Atòmica

Interferencias Espectrales (1/2)• Auto Absorción de la Lámpara de Cátodo Hueco.• Líneas espectrales cercanas que generan emisiones

de luz.• Absorción y Dispersión de luz por moléculas.

Moléculas causantes del Problema:Metales Alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs) + Halógenos (F,Cl, Br, I) = Haluros Alcalinos.Alcalinos Térreos (Mg, Ca, Sr, Ba) + Halógenos, -O ó --OH.

• Absorción de líneas de resonancia cercanas a la línea de interés analítico.

Page 61: Absorcion Atòmica

Interferencias Espectrales (2/2)Causa:

Superposición de la línea de emisión de un elemento diferente sobre la línea de emisión del analito. Esta interferencia no es muy frecuente, pero las posibilidades de que esto ocurra aumentan cuando se utilizan lámparas multielementos.

Efecto:

Valores desproporcionados en absorbancia para las muestras.Ejemplo:

Interferencia mutua entre Hierro y Níquel.

•Solución:

• Estrechamiento del ancho de apertura espectral del monocromador.

• Utilizar longitud de onda alternativas.

Espectros de Absorción de Ni, Ca y Mg

Page 62: Absorcion Atòmica

Absorción de Fondo (Background) (1/2)Causa:

No todos los materiales de la matriz se atomizan en un 100%. Formas moleculares no disociadas presentan espectros de absorción de bandas anchas.

Efectos:

Dispersión de luz que aumenta la señal de absorbancia.

Ejemplos:

Partículas sólidas menudas dispersan la luz en una amplia región de longitud de onda.

Solución:

Sistemas de corrección automática del background en el equipo (corrección continua, Autocorreccion (Self-Reverse) o Efecto Zeeman).

Abso

rban

cia

Absorción de Fondo (AF)

Absorción Atómica (AA)

AA + AF

Longitud de Onda

Page 63: Absorcion Atòmica

Corrección de Absorción de Fondo por dos formas (2/2)

Método de corrección por Lampara de Deuterio:

Alta Sensibilidad en Rangos de 190 a 440 nm.

Método de Corrección por Auto-Inversión:

Corrección de Alta Sensibilidad en todo el Rango del Espectro (190 a 900 nm).

Page 64: Absorcion Atòmica

Método de corrección por Deuterio

Absorción Atómica

Absorción Molecular

Absorción Atómica + Absorción Molecular = A

I

Energía de la Lampara de Cátodo Hueco

Page 65: Absorcion Atòmica

Corrección por el método Self-ReverseAbsorción Atómica

Absorción Molecular

Pulso de Auto-Inversión de la lampara de cátodo hueco.

I

Page 66: Absorcion Atòmica

Diferencia de Curvas de Calibración con Auto-Inversión y Deuterio

BGC-D2

BGC-SR

0 0.1 0.2Conc. (ppm)

0.10

0.05

Abs.

Page 67: Absorcion Atòmica

Diferencia de Curvas de Calibración con Auto-Inversión y Deuterio

Medición de Zn en 1000 ppm de FeBGC-D2

BGC-SR

0 0.1 0.2Conc. (ppm)

Abs.0.10

0.05

Page 68: Absorcion Atòmica

Comparación de Métodos de corrección de la Absorción de Fondo

190 - 430 nm 190 - 900 nm 190 - 900 nm Rango de Longitud de Onda (nm)

Corrección de Absorción MolecularSi Si Si

Corrección de Interferencias Espectrales

No Si Si

Perdida de la Sensibilidad No Si Si

Perdida de Intensidad de Luz No No Si

Instrumental requerido Lámpara de D2 Lámpara paraAuto-Inversión

Polarizador yMagneto

Necesario No Necesario No NecesarioEspecificidad de la

Unidad de Atomización Ninguna Ninguna Especifica

Lámpara de DeuterioLámpara de

Auto-InversiónEfecto Zeeman

Ajuste Optico

Page 69: Absorcion Atòmica

Sistema de Doble Haz Optico

Fuente de LuzQuemador

Espejo Rotatorio

Monocromador

DetectorLámpara de

Deuterio

Page 70: Absorcion Atòmica

Comparación en Sensibilidad(Valores de Absorción al 1% )

Shimadzu

Elemento GFA-6500

Proveedor Proveedor Proveedor Proveedor

A B C DAs 0.218 0.398 1.83 0.44 1.83 0.80 3.67

Al 0.135 0.35 2.59 0.70 5.19 1.886 14.7 Cr 0.050 0.072 1.44 0.13 2.60 0.18 3.60 0.347 6.94

Cu 0.051 0.632 12.39 0.13 2.55 0.32 6.27 0.353 6.92

Mn 0.021 0.166 7.90 0.035 1.67 0.14 6.67 0.110 5.23Pb 0.128 0.166 2.62 0.150 1.19 0.65 5.16 0.423 3.40Se 0.280 0.410 1.47 1.303 2.15 1.85 6.61

Cd 0.005 0.028 5.60 0.015 3.00 0.03 5.00 0.045 9.00Ni 0.163 0.341 2.10 0.500 3.07 0.50 3.07 1.152 7.07

Sb 0.171 0.198 1.16 0.450 2.64 1.00 5.86 Fe 0.118 1.273 10.79 0.100 0.84 0.30 2.54 0.388 3.29

Page 71: Absorcion Atòmica

Otros métodos de Atomización: (1/2)

Método del Vapor Frío:

Este Método se utiliza exclusivamente para el análisis de Mercurio. El principio se basa en la volatilidad del Vapor de Mercurio en una corriente de aire o de argón.

La reacción se produce en medio ácido (Acido Sulfúrico), utilizando como agente reductor Cloruro de Estaño (II).

Hg+2 + Sn+2 Hgo + Sn+4 H+

Page 72: Absorcion Atòmica

Método de Generación de Hidruros:Se basa en el principio que los elementos como As, Bi, Sb, Se y Sn reaccionan con el hidrogeno naciente para formar compuestos volátiles fácilmente arrastrables .Estos compuestos son sometidos a calentamiento indirecto para obtener el elemento en estado atómico.Para ello se utiliza la reacción:

NaBH4 + 3H2O 5H2 + NaBO3 H+

3 H2 + 2 As+3 2 AsH3

AsH3 Aso + H2O (v)

, O2

Page 73: Absorcion Atòmica

¿Horno de Grafito o Flama?

Page 74: Absorcion Atòmica

Utilice Flama cuando:

• La concentración de la muestra se encuentre en rangos de ppm.

• El volumen de muestra sea mayor de 20 mL.

• Determinación de un elemento.• Costo de análisis debe ser bajo.• No existan problemas serios de

interferencias.

Page 75: Absorcion Atòmica

Utilice Horno de Grafito cuando:

• La concentración del analito se encuentra en ppb (1 a 5 ppb).

• Cantidad de elementos a medir sea de 5 a 8 elementos.

• Volumen de muestra bajo (1 a 2 mL).

• La corrección por efecto de la matriz sea importante.

Page 76: Absorcion Atòmica

Precauciones para la medición en Horno de Grafito.-

• Contaminación (Na, K, Mg, Ca, Fe, Zn, Al).

• Influencia de matrices coexistentes (concentración de oxigeno en la muestra, selección del tubo de grafito).

• Parámetros de temperatura óptimos.

Page 77: Absorcion Atòmica

Para prevenir la contaminación:

• Asegurar la pureza del solvente (agua).

• Lavar cuidadosamente los contenedores de muestra.

• Separar los tubos de grafito de acuerdo a la muestra.

Page 78: Absorcion Atòmica

Tubos de Grafito: Tipos y Aplicaciones

• Tubos de Alta Densidad: Elementos con Bajo punto de fusión.

• Tubos Pirolíticos: Elementos que generan Carburos. Carburos Metálicos : Ti, V, Mo, Cr. Carburos Intermetálicos : Mn, Co, Ni. Carburos Heteropolares : Ca, Ba. Carburos tipo Diamante : Si.• Tubos de Plataforma: Muestras con altas concentraciones

de Oxigeno (muestras Biológicas por ejemplo).

Page 79: Absorcion Atòmica

Modos de Trabajo en Temperatura.-

• Rampa de Calentamiento. Para evitar que la muestra se pierda por

dispersión brusca.• Temperatura de Calcinación. Suprime la dispersión del elemento objetivo.• Etapa de Limpieza. Elimina el efecto memoria.

Page 80: Absorcion Atòmica

Sensibilidad.- (1/3)Limite de Detección.-Valor de Concentración en el que el valor de absorbancia es de dos veces el valor del Ruido del instrumento.

0.004

0.003

0.002

0.001

0.000

Límite de Detección

Page 81: Absorcion Atòmica

Sensibilidad.- (2/3)Limite inferior de Cuantificación.-Concentración a la cual el valor de absorbancia es 10 veces mayor el valor del Ruido del elemento.Concentración en Absorción al 1%:(Concentración en la cual el valor de absorbancia es como mínimo 0.0043).

Page 82: Absorcion Atòmica

Sensibilidad.- (3/3)Concentración en Absorción al 1%.-Concentración en la cual el valor de absorbancia es como mínimo 0.0043 unidades de absorbancia.

0.004

0.003

0.002

0.001

0.000

Límite de Detección

Abs. al 1%

Page 83: Absorcion Atòmica

¡Gracias por su Atención!

EMPESA - División Analítica