Espectrometra de absorcin atmica En qumica analtica, la espectrometra de absorcin atmica es una tcnica para determinar la concentracin de un elemento metlico determinado en una muestra. Puede utilizarse para analizar la concentracin de ms de 62 metales diferentes en una solucin. Aunque la espectrometra de absorcin atmica data del siglo XIX, la forma moderna fue desarrollada en gran medida durante la dcada de los 50 por un equipo de qumicos de Australia, dirigidos por Alan Walsh. PRINCIPIOS EN LOS QUE SE BASA La tcnica hace uso de la espectrometra de absorcin para evaluar la concentracin de un analito en una muestra. Se basa en gran medida en la ley de Beer-Lambert. En resumen, los electrones de los tomos en el atomizador pueden ser promovidos a orbitales ms altos por un instante mediante la absorcin de una cantidad de energa (es decir, luz de una determinada longitud de onda). Esta cantidad de energa (o longitud de onda) se refiere especficamente a una transicin de electrones en un elemento particular, y en general, cada longitud de onda corresponde a un solo elemento. Como la cantidad de energa que se pone en la llama es conocida, y la cantidad restante en el otro lado (el detector) se puede medir, es posible, a partir de la ley de Beer-Lambert, calcular cuntas de estas transiciones tienen lugar, y as obtener una seal que es proporcional a la concentracin del elemento que se mide. INSTRUMENTOS Para analizar los constituyentes atmicos de una muestra es necesario atomizarla. La muestra debe ser iluminada por la luz. Finalmente, la luz es transmitida y medida por un detector. Con el fin de reducir el efecto de emisin del atomizador (por ejemplo, la radiacin de cuerpo negro) o del ambiente, normalmente se usa un espectrmetro entre el atomizador y el detector. Tipos de atomizadores Para atomizar la muestra normalmente se usa una llama, pero tambin pueden usarse otros atomizadores como el horno de grafito o los plasmas, principalmente los plasmas de acoplamiento inductivo. Cuando se usa una llama, se dispone de tal modo que pase a lo largo lateralmente (10 cm) y no en profundidad. La altura de la llama sobre la cabeza del quemador se puede controlar mediante un ajuste del flujo de mezcla de combustible. Un haz de luz pasa a travs de esta llama en el lado ms largo del eje (el eje lateral) e impacta en un detector. Anlisis de los lquidos Una muestra de lquido normalmente se convierte en gas atmico en tres pasos: 1. Desolvacin. El lquido disolvente se evapora, y la muestra permanece seca. 2. Vaporizacin. La muestra slida se evapora a gas.

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3. Atomizacin. Los compuestos que componen la muestra se dividen en tomos libres. Fuentes de luz La fuente de luz elegida tiene una anchura espectral ms estrecha que la de las transiciones atmicas. * Lmparas de ctodo hueco. En su modo de funcionamiento convencional, la luz es producida por una lmpara de ctodo hueco. En el interior de la lmpara hay un ctodo cilndrico de metal que contiene el metal de excitacin, y un nodo. Cuando un alto voltaje se aplica a travs del nodo y el ctodo, los tomos de metal en el ctodo se excitan y producen luz con una determinada longitud de onda. El tipo de tubo catdico hueco depende del metal que se analiza. Para analizar la concentracin de cobre en un mineral, se utiliza un tubo catdico de cobre, y as para cualquier otro metal que se analice. * Lsers de diodo. La espectrometra de absorcin atmica tambin puede ser llevada a cabo mediante lser, principalmente un lser de diodo, ya que sus propiedades son apropiadas para la espectrometra de absorcin lser. La tcnica se denomina espectrometra de absorcin atmica por lser de diodo (DLAAS o DLAS), o bien, espectrometra de absorcin por modulacin de longitud de onda. MTODOS DE CORRECCIN DE FONDO

El estrecho ancho de banda de las lmparas catdicas huecas hace que sea raro el

solapamiento espectral. Es decir, es poco probable que una lnea de absorcin de un

elemento se solape con otra. La emisin molecular es mucho ms amplia, por lo que es

ms probable que algunas bandas de absorcin molecular se superpongan con una lnea

atmica. Esto puede resultar en una absorcin artificialmente alta y un clculo exagerado

de la concentracin en la solucin. Se utilizan tres mtodos para corregir esto:

* Correccin de Zeeman. Se usa un campo magntico para dividir la lnea atmica en dos

bandas laterales. Estas bandas laterales estn lo suficientemente cerca de la longitud de

onda original como para solaparse con las bandas moleculares, pero estn lo

suficientemente lejos como para no coincidir con las bandas atmicas. Se puede

comparar la absorcin en presencia y ausencia de un campo magntico, siendo la

diferencia la absorcin atmica de inters.

* Correccin de Smith-Hieftje (inventada por Stanley B. Smith y Gary M. Hieftje) - La

lmpara catdica hueca genera pulsos de alta corriente, provocando una mayor poblacin

de tomos y auto-absorcin durante los pulsos. Esta auto-absorcin provoca una

ampliacin de la lnea y una reduccin de la intensidad de la lnea a la longitud de onda

original.

* Lmpara de correccin de deuterio. En este caso, se usa una fuente de amplia emisin

(una lmpara de deuterio), para medir la emisin de fondo. El uso de una lmpara

separada hace de este mtodo el menos exacto, pero su relativa simplicidad (y el hecho

de que es el ms antiguo de los tres) lo convierte en el ms utilizado

Aplicaciones analticas En principio, cualquier especie qumica que absorba radiacin electro magntica en las regionesultravioleta o visible es susceptible de poder ser determinada por tcnicas espectrofotomtricas. Elmayor campo de aplicacin se encuentra en el anlisis cuantitativo, siendo la espectrofotometra unade las herramientas ms usadas. 3.1.- Anlisis cualitativo Los espectros de absorcin ultravioleta y visible son, en general, menos tiles con finescualitativos que los espectros en la regin infrarroja, debido a que en aquellos las bandas son msanchas y, por consiguiente, menos caractersticas.La identificacin de un compuesto puro requiere la comparacin emprica de los detalles delespectro (mximos, mnimos y puntos de inflexin) de la sustancia problema con los del compuestopuro. Adems, la intensidad de la absorcin, expresada en trminos de la absortividad molar, , seusa con frecuencia como criterio adicional para la identificacin, sobre todo si tiene un valorelevado a determinadas longitudes de onda.Cuando se trata de identificar sustancias orgnicas, es conveniente operar en fase de vapor y apresin baja, ya que en estas condiciones, el espectro observado es debido a molculas aisladas y,generalmente es posible resolver la estructura fina vibracional y rotacional, lo que proporcionadetalles caractersticos para la identificacin. En disolucin y, sobre todo, en presencia de disolventespolares como el agua, alcoholes, esteres y cetonas, las molculas no se encuentran aisladas, sinosolvatadas, como consecuencia de lo cual se limita la rotacin. Adems, los campos del disolventepueden modificar de forma irregular los niveles de energa vibracionales y, cuando el nmero demolculas es grande, los niveles de energa son poco definidos, obtenindose como resultado laaparicin de una banda Anlisis cuantitativo Ya se ha comentado que la espectrofotometra de absorcin ultravioleta y visible es una de lastcnicas ms usadas en anlisis cuantitativo. Se ha estimado que solo en el campo biosanitario un95% de las determinaciones analticas se llevan a cabo por espectrofotometra.En relacin con los mtodos clsicos de anlisis (gravimtricos y volumtricos), los mtodosespectrofotomtricos son menos exactos, si bien su mayor sensibilidad (10-4-10-6M) y rapidez loshace competir ventajosamente con aquellos en muchas ocasiones. La precisin puede considerarseaceptable, ya que, normalmente se obtienen incertidumbres relativas entre 1 y 2%aunque condeterminadas precauciones pueden reducirse considerablemente.La base de la aplicacin de los mtodos espectrofotomtricos al anlisis cuantitativo es la ley deBeer. El procedimiento a seguir para llevar a cabo una determinacin analtica consta de una serie deetapas encaminadas a establecer las condiciones de trabajo y la preparacin de la curva de calibrado.a) Seleccin de la longitud de onda. Las medidas de absorbancia se llevan a cabo normalmente ala longitud de onda correspondiente al mximo de absorcin, ya que de esta forma se obtienenmximas sensibilidades. Por otra parte, en esa zona, la curva espectral suele ser bastante plana, porlo que el cumplimiento de la ley de Beer es normalmente satisfactorio.A veces no es posible operar a la longitud de onda del mximo de absorbancia cuando a esalongitud de onda absorbe apreciablemente alguna especie (distinta del analito) presente. Incluso, enocasiones, el propio reactivo. c) Determinacin de la relacin absorbancia-concentracin . Una vez conocida la absorbancia deuna determinada especie, en principio, se podra obtener lo concentracin a partir de la ley de Beer: A = b c. Sin embargo, no es prudente asumir el cumplimiento de dicha ley y utilizar un solo patrnpara determinar la absortividad molar,

. Asimismo, tampoco es conveniente basar los resultados deun anlisis en un valor de la bibliografa para obtener . Por ello, el mtodo normal de trabajoconsiste en la preparacin de un calibrado a partir de una serie de disoluciones patrn, preparadasen las mismas condiciones que la muestra y obtener los resultados por interpolacin