Espectroscopía de Absorción y Emisión Atómica

Espectroscopía atómica estudia la absorción y emisión de la radiación (transiciones electrónicas

en los orbitales más externos) por especies atómicas que deben estar en el estado

fundamental y gaseoso.

En los átomos no existen tránsiciones rotacionalesni vibracionales, por tanto se obtienen espectros

de líneas (0,004 nm) a una determinada longitudde onda característica de cada de cada elementolo cuál explica la sensibilidad y selectividad

del método.

En teoría se podrían analizar todos los elementos, pero en la práctica es más sencillo el estudio de los elementos metálicos:

180 a 200 nm requiere vacío absorben el O2; N2 y la llama

850 a 1000 nm poca sensibilidad (detector)

No todas las transiciones son posibles sólo aquellas en las que el momento angular (l) cambia en +/- 1

valores de l orbitals p d f0 1 2 3

Los espectros de emisión son más complejos que los de absorción porque sólo son reabsorbidas las líneas que retornan a estado fundamental (líneas de resonancia)

Energía

Luz/Calor

Energía Luz

Absorción Emisión

Atomo Estado Fundamental y Gaseoso

Emisión y Absorción Atómica

Átomo Estado Excitado

SEÑAL N° átomos que emiten

P = k . C

EMISIÓN

ABSORCIÓN

P0 P1

SEÑAL N° átomos que absorben

P0P1

log = k . C A =

Espectrofotómetro de Absorción Atómica y/o de Emisión Atómica

Lámpara de Cátodo Hueco

Lámpara de cátodo hueco

cubierta de vidrio Ne o Ar a 1-5 torr

ventana de cuarzo

cátodo hueco del analito/s

ánodo de Tg o Ni

Absorción

1 2 3 4

-+

+++

Me°

+Me° Me° Me°

Emisión

1 2 3 4

Lámpara de Descarga sin electrodos

Ioduro del elemento

As, Bi, Cd, Cs, Ge, Hg, K, P, Pb, Rb, Sb, Se, Sn, Tl y Zn

Llama

combustible / comburente Temperatura (°C)

metano-etano / aire 1.700

propano / aire 1.800

hidrógeno / aire 2.000

acetileno / aire 2.300

hidrógeno / oxígeno 2.650

acetileno / óxido nitroso 2.700

acetileno / oxígeno 3.200

Procesos en la llama

Cono externo(oxidación)

Cono interno(evaporación)

quemador

Región interzonal(atomización, excitación)

• evaporación del solvente• fusión del soluto

• evaporación del soluto• atomización del soluto

• descomposición del soluto

Proceso de la muestra en la llama

5 % muestra llega a la llama

Instrumento

selector de l

detector

amplificador

sistema de lectura

lentesfuente

atomizador

0.375

chopper

InterferenciasA-No Espectrales

a- Ionización excesiva : metales alcalinos. Corregir con supresor de ionización, o una llama de menor temperatura, como lo es la flama de aire-propano y se determina el elemento por: Espectroscopia de Emisión de Llama

b- Interferencias por propiedades físicas de las soluciones (viscosidad)

c- Interferencias por volatilización de soluto (refractario)

B-Espectrales

a- Solapamiento de líneas atómicas

b- Dispersión de partículas (solución aspirada hacia el quemador tiene un gran número de sólidos disueltos)

c- Solapamiento de bandas moleculares (matriz de la muestra se entiende todo lo que acompaña al analito, tiene en cantidades grandes, compuestos moleculares sumamente complejos; por ejemplo: una muestra de orina o de sangre)

Instrumento típico de haz sencillo, con lámpara de deuterio para corrección por absorción no atómica

Diagrama esquemático de un instrumento de doble haz

• Control de especies tóxicas.

• Especiación de metales.

• Caracterización de vinos.

• Análisis de rocas y minerales.

• Análisis clínico, toxicológico y medioambiental.

• Control de calidad ambiental.

• Análisis multielemental de aguas potables, residuales y residuos industriales.

• Análisis multielemental de suelos y sedimentos

Aplicaciones