Intrumentacion 2 Seminario-con Resumen

7/26/2019 Intrumentacion 2 Seminario-con Resumen

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INVESTIGACIN FORMATIVA

ESPECTROMETRIA DE LLAMAS

INSTRUMENTACIN Y ANALISIS

GRUPO: A1

SECCION: A

INTEGRANTES:

Msc. QF. GONZALES BLAS, MARIA

SECCION ACADEMICA DE QUIMICA E INSTRUMENTACIONDEPARTAMENTO ACADEMICO DE BIOQUIMICA

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

PROFESOR: M.Sc. Se!"#$ M%"!e& M'(%"#% Le)*%

SECCION ACADEMICO DE BIOQUIMICA

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

TRUJILLO+PERU

-1

AGUILAR LARRAONDO, JAYRO ALCANTARA GUTIERREZ, YOEL ANTICONA POLO, SANTIAGO

ASMAT AGUIRRE, ELENA ASMAT SIG/E0AS, FLOR BENITES NEYRA, JOSEP

BOBADILLA PASTOR, GERALDINE BRICE0O UAMAN, RONALDO CABANILLAS CAVEZ, CARLOS

CABRERA 2ONG, SANDRA CAPU0AY RUIZ, PILAR CEPEDA ALFARO, SANDRA

CAVEZ LEON, ARMANDO

COLLANTES RODRIGUEZ, JONATAN

CRUZADO LEN, JASMIN CUEVA CASTILLO, 3ATERINE DELGADO GARRIDO, MONICA ESCOBAR VILLANUEVA, DALIN GUTIERREZ VALDERRAMA, ROSA

LOPEZ GARCIA, 2ILLIANS

ROMERO MIRANDA, YESENIA TRIGOSO, PRISCILA ECEVARRIA VILLAJULCA, LISBET CRUZ VALDERRAMA, STEFANY


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AD NACIONAL DE TRUJILLO FARMACIA Y BIOQUIMICA

RESUMEN

La espectroscopia de llama por la cual los tomos pasan de un nivel fundamental a un nivel de mucha ms energapor lo cual se activan, este mtodo es netamente de uso cuantitativo. Para este mtodo necesita una fuente deradiacin, un monocromador y un detector. Al hablar de una curva de calibracin, esta vendra a estar dada por losresultados obtenidos a soluciones con sustancias de concentracin conocida y bajo condiciones idnticas. n el

mtodo directo, en el !ue se preparan una serie de patrones con distintas concentraciones para posteriormentereali"ar una recta de calibracin. n el caso del patrn interno ofrece otro mtodo para establecer la concentracinbuscada. Para hablar la adicin patrn, es otra posibilidad de adicin de patrn en cantidades conocidas. l mtodode adicin patrn se utili"a el mismo elemento !ue se !uiere anali"ar y al igual !ue todos los mtodos los otrosmtodos analticos la fotometra de emisin de llamas tiene algunas fuentes de error. #ay !ue recordar !ue en todomtodo puede haber interferencia entre esa interferencia podemos hablar de interferencia !umica se puede presentcomo energa suministrada por la llama, puede ser interferencia de e$citacin de radiacin, tambin puede debersela temperatura de la llama. ntre las tcnicas analticas en este caso tiene caractersticas comunes con el mtodo deespectroscopia atmicas, puede emplearse el mtodo calibracin adems tambin se puede hacer uso de patronesinternos para compensar las diferentes variaciones de la llama. %on respecto a los mtodos de absorcin y emisin

atmica, e$isten ventajas y desventajas en cada uno de ellos, por ejemplo en los procedimientos de emisin la llamsirve como fuente, en cambio, en los mtodos de absorcin se necesita de una lmpara diferente para cada elementoPor otro lado, con respecto a la habilidad del operador, los mtodos de emisin re!uieren de un alto grado dehabilidad del operador.La precisin y e$actitud es similar en ambos mtodos. As como tambin ambos mtodossufren interferencias !umicas semejantes. La espectroscopa de emisin de llama sirve, principalmente, paradeterminar sodio, potasio, litio y calcio en tejidos y fluidos biolgicos. ntre sus instrumentos modernos estn losespectrofotmetros &'(visible, fotmetros simples de filtro. )entro de las interferencias, estn las interferencias delneas espectrales *cuando se superponen dos o ms picos+ de banda y correccin del fondo *se observa !ue laslneas de emisin parecen superpuestas sobre bandas emitidas por $idos+ !umicas *se evitan mediante unaadecuada temperatura de la llama, el uso de agente protectores, agentes liberadores y supresores de ioni"acin+ y lautoabsorcin *se produce una autoabsorcin de longitudes de onda de resonancia por los tomos de la capa ms fr

!ue contiene una gran concentracin de tomos no e$citados+. La mayor aplicacin de la fotometra de llama es ladeterminacin cuantitativa rpida de los elementos de los grupo - y -- del sistema peridico. ambin puedendeterminarse otros elementos metlicos con e!uipos de elevada resolucin ptica. n fotometra de llama se anali"sodio, potasio y calcio en muestras biolgicas fundamentalmente. Para hacer anlisis cuantitativos se utili"an algunde estos mtodos/

0eg1n el mtodo directo se preparan una serie de patrones con distintas concentraciones, para obtener una recta decalibrado, al menos ocho puntos para tra"ar la recta.ste mtodo presenta desventajas/ Las sustancias !ueacompa2an al sodio absorben tambin parte de la radiacin o pueden emitir. La radiacin de fondo depende de latemperatura de la llama. 'ariaciones en la velocidad de flujo, bien de la muestra o del gas o$idante, no afectan porigual a las muestras patrones y al problema. n el mtodo de adicin de patrn se utili"a como patrn el mismoelemento !ue se !uiere anali"ar. n cuanto al mtodo del patrn interno se toma como patrn una sustancia !ueresponda en el fotmetro de llama de manera muy parecida a la sustancia !ue se anali"a y !ue no est en las muestr!ue vamos a anali"ar. Los aspectos cualitativos de la fotometra de llama son de especial importancia en la deteccide elementos de los grupos - y -- del sistema peridico, tales como sodios, potasio, litio, magnesio, calcio, estroncioy bario. La observacin directa permite detectar algunos elementos !ue, como el sodio, comunican a la llama untpico como amarillo. 0in embargo, es mucho ms seguro utili"ar un filtro o un monocromador para separar lalongitud de onda caracterstica del metal de las dems radiaciones presentes.


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La espectrografa de emisin, y ms concretamente cuando se utili"a el arco de corriente continua como fuente dee$citacin, es especialmente adecuada para la identificacin de los elementos contenidos en una muestra.

INTRODUCCIN

%ual!uier forma de la materia puede emitir lu" al e$ponerse a la accin de suficiente energa. &no de los casos minteresantes para el anlisis !umico es la e$citacin de tomos y de iones atmicos. %uando la lu" emitida ptomos e$citados se hace pasar por una rendija estrecha y se dispersa por medio de un prisma o de una red

espectro !ue se obtiene, bajo ciertas condiciones, est formado por lneas definidas. ste espectro, llamado espectde lneas o, en base a su origen, espectro atmico, se obtiene, por ejemplo, e$poniendo un material al calor de ullama, pasando una descarga elctrica de alto voltaje a travs de un gas, o con un arco elctrico entre dos electrodouno de los cuales est hecho de la sustancia e$citable o se impregna de la misma.La energa suministrada por la fuente de radiacin rompe los enlaces !umicos, formndose tomos o iones atmicoy eleva a los electrones orbitales a estados e$citados, es decir, a niveles de energa ms altos. %uando los electronregresan a un nivel inferior o a su estado normal, la energa se emite en forma de lu". Puesto !ue solamente verifican transiciones definidas cuantiadas, a cada una corresponde una lu" de longitud de onda especfica, y com


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algunas transiciones son ms probables !ue otras, las intensidades de las lneas son diferentes. 3ientras mayor seaenerga suministrada por la e$citacin, ms alto ser el nivel al cual se e$citen los electrones y menores sern longitudes de onda de lu" emitida.Por consiguiente, al aumentar la energa de la fuente de radiacin, se observara un mayor n1mero de lneespectrales, especialmente con longitudes de onda cortas.

Las longitudes de onda de las lneas espectrales son caractersticas de elemento emisor, por lo !ue los espectrpueden servir para propsitos cualitativos. La intensidad de las lneas puede correlacionarse con la cantidad desustancia, con la cual se establece una base cualitativa.$isten dos tcnicas fundamentales en estos principios, fotometra de emisin de llamas y espectroscopia. Aun!ambas se basan en los espectros atmicos, conviene tratarlas por separado, pues difieren en cuanto a los niveles energa de la e$citacin, la instrumentacin ptica y los procedimientos e$perimentales. La fotometra de absorcide llama implica la absorcin de lu" por un vapor o por tomos metlicos. Aun cuando esta tcnica es un mtodo absorcin, se considera en este captulo debido a su relacin con la fotometra de emisin de llama.

La espectrometra de emisin de llama a la tcnica en la !ue la concentracin del elemento buscado en la soluci

problema se correlaciona con la intensidad de una radiacin caracterstica procedente de una llama.

Los elementos ms sencillos de determinar son el sodio y el potasio, !ue adems, constituyen la aplicacin mimportante de la espectroscopia de emisin de llama, aun!ue se han publicado mtodos para otros cincuenelementos.

0i bien la introduccin de procedimientos ms recientes, tales como la espectroscopia de absorcin atmica, tiendreducir el campo de aplicacin de la espectrometra de llama, esta seguir siendo sin duda la tcnica ms adecuapara la determinacin de metales alcalina. 3ientras !ue la mayora de las tcnicas espectroscpicas se utili"an pael estudio y caracteri"acin de molculas o iones en su entorno cristalino, la espectroscopia de emisin y absorci

atmica se usa casi e$clusivamente para el anlisis de tomos. Por consiguiente, la tcnica resulta casi insuperabcomo mtodo de anlisis elemental de metales. n principio, la espectroscopia de emisin puede utili"arse paraidentificacin y para la determinacin cuantitativa de todos los elementos de la tabla peridica.

%uando la transicin se produce desde el estado fundamental hasta un estado e$citado del tomo medianteabsorcin de radiacin de una determinada frecuencia *caracterstica para cada tomo+, estamos en el caso de ltcnicas de absorcin. n el caso en !ue los tomos se lleven previamente a un estado e$citado y se mideintensidad de la radiacin emitida a la frecuencia caracterstica correspondiente a la transicin desde el estae$citado al estado fundamental, hablamos de tcnicas espectrofotomtricas de emisin. A continuacin se tratan tcnicas espectrofotomtricas de absorcin atmica, de fotometra de llama y de emisin por plasma.

Por lo mismo, es de vital importancia el conocimiento de este mtodo a todo a!uel profesional 4um5armacutico deseoso de desempe2arse en areas donde es com1n el uso de la espectrometra de llama.

OBJETIVOS:

)iferenciar la 5otometra de emisin de llamas y espectroscopia.


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-nformar sobre los componentes, instrumentos, habilidad del operador, correccin del fondo, precisin ye$actitud, curva de calibracin y los tipos de interferenciasde la 5otometra de emisin de llamas yespectroscopia.

)escribir las Principales ventajas e inconvenientes de los dos mtodos ms utili"ados de espectroscopia de

llama como son la absorcin atmica y la emisin atmica. )eterminar los mtodos para las aplicaciones analticas a considerar.

ESPECTROMETRIA DE LLAMAS

n espectrometra de llama se consigue !ue los tomos emitan pocas lneas por!ue la temperatura !ue se alcan"a cla llama es pe!ue2a. 0olo se consigue !ue pocos tomos pasen del nivel fundamental a niveles activados. 6opuede usar para anlisis cualitativo, se emplea para anlisis cuantitativo. 0e emplea para determinar la concentracide sodio, potasio, calcio en materiales biolgicos *suero sanguneo+.

La fotometra de llama se emplea para determinar el sodio y el calcio en una muestra biolgica, debemos consegu!ue ese sodio, en la forma !ue este en la muestra, pase a estar en forma de tomo de sodio libre en fase gaseo

)ebe producirse la activacin de ese tomo pasando el electrn de valencia del nivel fundamental a nivee$citados, al volver de ese nivel al fundamental emite energa, se trata de cuantificar la intensidad de la energemitida por los electrones al volver a su nivel fundamental.

COMPONENTES:

6ecesitamos/

5uente de radiacin

3onocromador

)etector


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La fuente de radiacin !ue provoca la activacin de los tomos es una llama. l monocromador ser en aparatcomplejos filtros interferenciales y en aparatos sencillos redes de bajo poder de resolucin. Los detectores podrn sclulas fotovoltaicas o fototubos, pueden medir intensidades relativamente altas.

Podemos preguntarnos por la precisin, e$actitud, sensibilidad, selectividad o versatilidad del mtodo. La precisies la concordancia de las medidas entre s. La e$actitud es la comparacin entre lo !ue medimos y el vaverdadero, difcil de determinar puesto !ue el valor verdadero pocas veces se conoce. La sensibilidad es la capacidde un mtodo para permitirnos conocer la cantidad ms pe!ue2a posible de esa sustancia o las variaciones m

pe!ue2as posibles de ella, ser ms sensible cuanto menor sea la cantidad !ue podemos determinar. La selectivides la capacidad de un mtodo para medir una sola sustancia y la versatilidad es la capacidad de un mtodo para poddeterminar un gran n1mero de sustancias con el mismo aparato. &n mtodo analtico re!uiere/ gran precisie$actitud, sensibilidad, selectividad y versatilidad.

CURVA DE CALIBRACION:La concentracin de elementos por determinar se puede obtener con una curva de calibracin. )icha curva establece con soluciones de la sustancia buscada a concentraciones conocidas y bajo condiciones idnticas de ajusinstrumentales, incluyendo las velocidades de alimentacin de la solucin, la precisin del gas y la proporcin

o$idante. Puede ser necesaria una correccin para el fondo de la llama, !ue es la radiacin emitida en un intervaespectral por la combustin del gas y el calentamiento o volatili"acin del disolvente o de otras sustancias presenten la muestra. La lectura del medidor de grafica en funcin de la concentracin.

M45$#$ D'(ec5$:

0e preparan una serie de patrones con distintas concentraciones, para obtener una recta de calibrado, al menocho puntos para tra"ar la recta. 0e toma agua en medio #%l !ue es aspirado por el gas o$idante hacia


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!uemador, se ajusta a cero el aparato midiendo la intensidad de emisin del disolvente para no tener ruido fondo. 0e toma el patrn ms concentrado y se reali"a la misma operacin ajustando la ahuja a cien para de eforma aumentar la escala. 0e mide luego la intensidad de emisin de todos los patrones. 0e tra"a la lnea calibrado !ue debe ser una lnea recta. Las lneas de calibrado son lineales para el sodio, cuando concentracin de sodio vara entre 7 y 7,8 partes por milln, curvndose al aumentar la concentracin. Las lne

de calibrado se curvan debido a !ue/ parte de la radiacin se absorbe por los tomos libres en estafundamental, esta absorcin es mayor al aumentar la concentracin, hay !ue trabajar con disoluciones diluidatambin debidas a !ue los tomos se ioni"an o bien a los fenmenos de disociacin de $idos o hidruros !uehayan formado. &na ve" obtenida la recta de calibrado se mide la se2al emitida por la muestra problema, pinterpolacin se obtiene el valor de la concentracin.

ste mtodo presenta desventajas/

8.9 las sustancias !ue acompa2an al sodio absorben tambin parte de la radiacin o pueden emitir. 0i noconocen esas sustancias, no se pueden a2adir a las muestras patrones y luego se producen variaciones en

medida de la muestra patrn.

:.9 la radiacin de fondo depende de la temperatura de la llama.

;.9 variaciones en la velocidad de flujo, bien de la muestra o del gas o$idante, no afectan por igual a lmuestras patrones y al problema. ste mtodo no se utili"a mucho.

PATRON INTERNO:

&n patrn interno ofrece otro mtodo para establecer la concentracin buscada. ?8 nm y con una sensibilidad de 7,? mcgr(ml, en las muestras biolgicno hay litio. 0e preparan varias disoluciones patrn en las !ue colocamos la misma concentracin de litiocantidades distintas de disolucin patrn de sodio. nrasamos al mismo volumen. Lo mismo haremos con la muestproblema. 0e representa la relacin entre la intensidad de emisin de sodio(litio en funcin de la concentracin sodio. Por interpolacin se obtiene la concentracin de sodio en la muestra. La ventaja de este mtodo es !cual!uier interferencia posible va afectar de igual forma al patrn !ue a la muestra !ue se anali"a, por lo !ue vanpoder eliminarse sus efectos. n este mtodo del patrn interno es importante el uso de los espectrofotmetros doble ha".


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ADICIN PATRON:

@tra posibilidad mas es la adicin patrn. n este procedimiento se a2aden cantidades conocidas de la sustancia pdeterminar a diversas alcuotas de la solucin problema. stas alcuotas, as como otras ms sin ninguna adicinalimentan a la llama y se toma una lectura para cada una. 0e emplea entonces mtodo grfico, o bien se establece

concentracin con clculos similares a los de otros casos de adicin patrn.

M45$#$ #e %#'c'6" P%5(6":

0e utili"a como patrn el mismo elemento !ue se !uiere anali"ar. n una serie de patrones aforados se pone mismo volumen de muestra a anali"ar. 0e a2aden cantidades diferentes de patrn a2adido. 0e enrasan todas disoluciones al mismo volumen para !ue la muestra tenga as la misma concentracin. star diluida al mismvolumen. 0e ajusta a cero con un patrn blanco y a 877 con la muestra ms concentrada. 0e representa intensidad emitida frente a cada concentracin de patrn a2adido, obtenindose una lnea recta. La intensidad emisin es cuando la concentracin de patrn es cero. s la intensidad de emisin de la muestra. Lo !

!ueremos determinar es la cantidad de sodio !ue contiene la muestra. 0e puede hacer/8. $trapolar la lnea. La ordenada en el origen es la intensidad de la muestra, la abscisa en el origen servalor de la concentracin de la muestra.

:. %alcular la abscisa correspondiente a una ordenada igual a la intensidad de la muestra.

;. Leer el valor de la ordenada en el origen y calcular la pendiente de la recta. 0e divide luego la ordenada en origen por la pendiente.

iene como ventaja este mtodo !ue las sustancias !ue acompa2an a la muestra van a acompa2ar a todos l

patrones. %omo inconveniente, la recta de calibrado debe ser recta, dependiendo de a !ue concentraciontrabajemos esto no es posible, aun!ue se puedan hacer diluciones, estas deben ser iguales.

Al igual !ue todos los mtodos analticos, la fotometra de emisin de llamas tiene algunas fuentes error.INTERFERENCIAS QUIMICAS:

La interferencia !umica es una posibilidad de error y se presenta en la siguiente forma. La energa suministrada p

una llama es apenas suficiente para vapori"ar metales altamente voltiles. Para vapori"ar el metal, es necesario !se descomponga la sal. La velocidad de este 1ltimo proceso es alta para algunos metales y baja para otros. Pconsiguiente los aniones presentes en las soluciones tienen un papel muy importante en la fotometra de llama. mayor intensidad de lneas se obtencin con cloruros y los nitratos.

La adicin de solventes orgnicos, agentes formadores de complejos o ambos, frecuente mente reduce y a vecelimina las interferencia !umicas, llegando incluso a aumentar la sensibilidad del mtodo en algunos casos.


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I"5e(7e(e"c'%s #e e8c'5%c'6": la interferencia de e$citacin es un fenmeno muy peculiar !ue se presenta con lmetales del primer grupo de la tabla peridica. &n metal alcalino puede mostrar una intensidad de lneas ms altas presencia de otro metal alcalino, !ue cuando est solo.

I"5e(7e(e"c'% #e (%#'%c'6":la interferencia de radiacin se puede e$plicar de forma breve. 0i est presente o

elemento !ue emite lu" a una longitud de onda idntica o muy similar a la del metal por determinar, el dispositivmonocromador no puede discriminar entre las lneas presentes. Por consiguiente, el elemento !ue interfiere tiene !eliminarse por completo o a2adirse una cantidad igual a la solucin empleada para obtener la curva de calibracin.

Te9e(%5!(% #e &% &&%9%: la temperatura de la llama tiene una gran influencia sobre los resultados de udeterminacin. 0i es demasiado baja para la disociacin de la sal, la vapori"acin de la misma y la e$citacin de latamos metlicos, no se obtienen lneas o estas resultan muy dbiles. &na temperatura e$cesivamente alta tambtiene efectos detrimentales. ajo estas condiciones los espectros no se elevan a niveles ms altos, sino pueden !ueddisociados por completo formndose iones atmicos.

A!5$%;s$(s'6":n el centro de una llama esta ms caliente !ue su parte e$terna y, por tanto, los tomos !ue emit

en la "ona central estn rodeados por una regin mas fra !ue contiene una elevada concentracin de tomos e$citados se produce entonces la autoabsorcion de las longitudes de onda de resonancia por los tomos de la cams fra. l ensanchamiento de )oppler de la lnea de emisin es mayor !ue el correspondiente ensanchamiento la lnea de absorcin de resonancia, debido a !ue las partculas se mueven ms rpidamente en la "ona de emisims caliente. )ebido a ello, la autosaturacion altera ms el centro de la lnea !ue sus bordes. n una situacie$trema, el centro puede resultar menos intenso !ue los bordes, o incluso desaparecer el resultado es desdoblamiento por autoinversion del m$imo de emisin en lo !ue aparenta ser dos picos.La autoabsorcion con frecuencia resulta molesta cuando el analto esta en una concentracin elevada. n estcircunstancias, es preferible emplear para el anlisis una lnea no resonante, la cual no puede e$perimenautosaturacin.

La autosaturacin y la ioni"acin producen aveces unas curvas de calibracin de emisin en forma de 0 con trsegmentos distintos. As, a concentraciones intermedias de potasio, por ejemplo se observa una relacin lineal enla intensidad y la concentracin. Pero a baja concentracin aparece una curvatura !ue se debe al mayor grado ioni"acin en la llama y, por otro lado, a concentraciones ms altas la autosaturacin provoca desviaciones negativde la linealidad.

TECNICAS ANALITICAS:

Las tcnicas analticas utili"adas en espectroscopia de emisin de emisin de llama son similares a las descrit

anteriormente para espectroscopia de absorcin atmica. 0e pueden emplear el mtodo de la curva de calibracin

la adicin estndar. Adems, se pueden utili"ar patrones internos para compensar las variaciones de la llama.

COMPARACINENTRELOSM


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8. -nstrumentos. La principal ventaja de los procedimientos de emisin consiste en !ue la llama act1a comfuente. Por lo contrario, los mtodos de absorcin necesitan de una lmpara diferente para cada elemento. Potra parte, la calidad del monocromador de un instrumento de absorcin no tiene !ue ser tan alta paalcan"ar el mismo grado de selectividad, debido a la estreche" de las lneas emitidas por la lmpara de ctohueco.

:. #abilidad del operador. Los mtodos de emisin re!uieren por lo general un mayor grado de habilidad pparte del operador, debido a la naturale"a critica de ajustes tales como la longitud de onda, la "ona de llamescogida y la relacin combustible( o$idante.

;. %orreccin del fondo. La correccin de los espectros de banda !ue provienen de los constituyentes demuestra, se reali"a con mayor facilidad y por lo general con ms e$actitud en los mtodos de emisin.

B. Precisin y e$actitud. n manos de un operador e$perto, la incertidumbre es apro$imadamente la misma p

ambos procedimientos * 7,C a 8D relativo+. %on personal menos entrenado, los mtodos de absorci

atmica presentan menos problemas.C. -nterferencias. Ambos mtodos sufren interferencias !umicas semejantes. Los procedimientos de absorci

atmica estn menos sujetos a interferencias de lneas espectrales, aun!ue en los mtodos de emisin estipo de interferencias se reconocen y se evitan fcilmente. Las interferencias de bandas espectrales se hconsiderado al hablar de la correccin del fondo.

ESPECTROSCOPIA DE EMISION DE LLAMA

La espectroscopia de emisin atmica utili"a llamas tiene una gran aplicacin en el anlisis elemental. 0u principaplicacin es la determinacin de sodio, potasio, litio y calcio, especialmente en tejidos y fluidos biolgicos, P

ra"ones de conveniencias, rapide" y por la relativa falta de interferencias, la espectroscopia de emisin de llama se convertido en el mtodo de eleccin para el anlisis de estos elementos, !ue suelen ser difciles. ste mtodo tambise ha aplicado con distinto $ito a la determinacin de casi la mitad de los elementos de la tabla peridica.

-60E&36@0/

Los instrumentos para trabajar con emisin de llama son similares a los instrumentos de absorcin de llama e$ceppor el hecho de !ue en los primero la llama act1a como fuentes de radicacin en consecuencias, la lmpara


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ctodo hueco y el cortador no son necesarios. 3uchos instrumentos modernos se pueden adaptar para su uso tanto el anlisis de absorcin como de emisin

spectrofotmetros/Para los anlisis !ue no son de rutina resulta amas conveniente emplear un espectrofotmet

ultravioleta(visible con registrador, cuya resolucin sea de apro$. 7,C F. l registrador constituye un medsimple para reali"ar correcciones del fondo.

5otmetros/Para el anlisis de rutina de los metales alcalinos y alcalinotrreos a menudo es suficiente la utili"acin fotmetros simples de filtros. n estos casos, se utili"a una llama de baja temperatura para evitar la e$citacie la mayora de los dems metales. n consecuencias, los espectros son simples y se pueden utili"ar filtro s interferencia para aislar la lnea de emisin !ue se desea.Algunos fabricantes de instrumentos construyen fotmetros de llama dise2ados especficos para el anlisis sodio, potasio y litio en el suero sanguneo y otras muestras de origen biolgicos. n estos instrumentos,radiacin !ue proviene de la llama se divide en tres haces de apro$. la misma intensidad. %ada uno de elpasa a travs de un sistema fotomtrico independiente constituido por un filtro de interferencias, un fototubun amplificador de se2ales. L as se2ales se salida pueden medirse por separado, si se desea. 0in embargo general el litio sirvo como estndar internopara el anlisis.%on este fin se a2ade una cantidad fija de litio a cada muestra de patrn y de problemas se utili"an comse2ales analticas la relacin entre las salidas de los transductores de sodio y de litio y de los transductores potasio y litio. ste sistema permite mejorar la precisin, ya !ue la intensidad de las tres lneas resulta dellama y el caudal de combustible y la radiacin de fondo es evidente !ue en estos casos el litio no debe espresente en las muestras.

INSTRUMENTACIN PARA EL ANALISIS MULTIELEMENTAL SIMULT=NEOn esta 1ltima dcada se ha reali"ado un esfuer"o considerable en el desarrollo de instrumentos para determinacin rpida secuencial o simultnea en llama de varios elementos de una misma muestra. %omconsecuencia de este desarrollo e$isten monocromadores controlados por ordenador !ue permiten la medida rpidsecuencial de la potencia radiante a diferentes longitudes de onda, correspondientes a los picos de varios element%on este tipo de aparatos, bastan dos o tres segundos para trasladarse de un pico al siguiente/ luego se mide corriente de fotodetector en uno o dos segundos. )e este forma, es posible determinarla concentracin de hasta delementos por minutos. 0e han construido instrumentos de este tipo para los tres mtodos de llama, si bien el mtode emisin tiene la ventaja de !ue no re!uiere varias fuentes de radiacinLos anlisis multielementales simultneos de emisin de llama son posibles mediante el uso de anali"ador pti

multicanal. A ttulo de ejemplo, en uno de estos aparatos de ha montado un tubo de vidicn de diodos de silicio, enplano ptico ocupado por lo general por la rendija de un monocromador ordinario de red. l dimetro de la superfidel tubo es tal, !ue se puede controlar de forma continua una banda de radiacin de :7 nm mediante el ajuste dtubo a los largo del plano focal del monocromador es posible observar varias bandas de :7 nm del espectro. resolucin dentro de cada lnea !ue distan entre s 7.8B nm&n limitacin de los instrumentos !ue se han descrito es !ue con objeto de obtener suficiente resolucin ptica pael trabajo de emisin., como se puede observar a la ve" una regin del espectro relativamente pe!ue2a.


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limitacin se ha superado ampliamente con el uso de un sistema dispersivo de dos dimensiones denominamonocromador de E) ) 0%ALEEA0.

INTERFERENCIAS:

Las interferencias !ue se encuentran en espectroscopia de emisin de llama provienen de las mismas fuentes !ue

el caso de los mtodos de absorcin atmica sin embargo, la magnitud de cada tipo de interferencias con frecuencdifiere entre ambos procedimientos.

-6E5E6%-A0 ) L-6A0 0P%EAL0/n absorcin atmica la interferencia entre dos picos se superponen solo se producen e$cepcionalmencuando ambos distan entre si menos de 7.8 a. esto significa !ue el alto grado de especificidad espectral esta tcnica es ms una consecuencia de las propiedades de la fuentes !ue produce lneas estrechas, !ue deelevada resolucin del monocromador. Por contraste, en espectroscopia de emisin atmica la selectividdepende por completo del monocromado en consecuencia, la probabilidad de interferencias espectradebido a la superposicin de lneas es mayo.

-6E5E6%-A0 ) A6)A G %@EE%%-H6 )L 5@6)@n ocasiones se observa !ue las lneas de emisin parecen superpuestas sobre bandas emitidas por $idootras especies moleculares de la muestra, del combustible o del o$idante. n el caso de los instrumentos !no tiene registrador, basta reali"ar una medida a cada lado del pico el promedio de las dos medidas se rede la altura total del pico.

-6E5E6%-A0 4&I3-%A0Las interferencias !umicas en los mtodos de emisin de llama son esencialmente las mismas !ue las !ue

encuentran en los mtodos de absorcin de llama. 0e evitan mediante una eleccin ra"onada de temperatura de la llama y el uso de agentes protectores, agentes liberadores y supresores de ioni"acin.

A&@A0@E%-H6n el centro de una llama est ms caliente !ue su parte e$terna y, por tanto, los tomos !ue emiten en la "ocentral estn rodeados por una regin ms fra !ue contiene una elevada concentracin de tomos e$citados se produce entonces la autoabsorcion de las longitudes de onda de resonancia por los tomos decapa ms fra. l ensanchamiento de )oppler de la lnea de emisin es mayor !ue el correspondienensanchamiento de la lnea de absorcin de resonancia, debido a !ue las partculas se mueven mrpidamente en la "ona de emisin ms caliente. )ebido a ello, la autosaturacin altera ms el centro de

lnea !ue sus bordes. n una situacin e$trema, el centro puede resultar menos intenso !ue los bordesincluso desaparecer el resultado es el desdoblamiento por autoinversion del m$imo de emisin en lo !aparenta ser dos picos.La autoabsorcion con frecuencia resulta molesta cuando el analto est en una concentracin elevada. n escircunstancias, es preferible emplear para el anlisis una lnea no resonante, la cual no puede e$perimentautosaturacin.La autosaturacin y la ioni"acin producen a veces unas curvas de calibracin de emisin en forma de 0 ctres segmentos distintos. As, a concentraciones intermedias de potasio, por ejemplo se observa una relacilineal entre la intensidad y la concentracin. Pero a baja concentracin aparece una curvatura !ue se debe


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mayor grado de ioni"acin en la llama y, por otro lado, a concentraciones ms altas la autosaturacin provodesviaciones negativas de la linealidad.

TTICAS:

Las tcnicas analticas utili"adas en espectroscopia de emisin de emisin de llama son similares a las descrit

anteriormente para espectroscopia de absorcin atmica. 0e pueden emplear el mtodo de la curva de calibracin la adicin estndar. Adems, se pueden utili"ar patrones internos para compensar las variaciones de la llama.%omparacin entre los mtodos de absorcin atmica y de emisin atmicaPrincipales ventajas e inconvenientes de los dos mtodos ms utili"ados de espectroscopia de llama. scomparaciones son aplicables a los espectrofotmetros corrientes !ue se adaptan fcilmente a la determinacin numerosos elementos.

8. -nstrumentos. La principal ventaja de los procedimientos de emisin consiste en !ue la llama act1a comfuente. Por lo contrario, los mtodos de absorcin necesitan de una lmpara diferente para cada elemento. Potra parte, la calidad del monocromador de un instrumento de absorcin no tiene !ue ser tan alta pa

alcan"ar el mismo grado de selectividad, debido a la estreche" de las lneas emitidas por la lmpara de ctohueco.:. #abilidad del operador. Los mtodos de emisin re!uieren por lo general un mayor grado de habilidad p

parte del operador, debido a la naturale"a critica de ajustes tales como la longitud de onda, la "ona de llamescogida y la relacin combustible( o$idante.

;. %orreccin del fondo. La correccin de los espectros de banda !ue provienen de los constituyentes demuestra, se reali"a con mayor facilidad y por lo general con ms e$actitud en los mtodos de emisin.

B. Precisin y e$actitud. n manos de un operador e$perto, la incertidumbre es apro$imadamente la misma p

ambos procedimientos * 7,C a 8D relativo+. %on personal menos entrenado, los mtodos de absorci

atmica presentan menos problemas.C. -nterferencias. Ambos mtodos sufren interferencias !umicas semejantes. Los procedimientos de absorciatmica estn menos sujetos a interferencias de lneas espectrales, aun!ue en los mtodos de emisin estipo de interferencias se reconocen y se evitan fcilmente. Las interferencias de bandas espectrales se hconsiderado al hablar de la correccin del fondo.

APLICACIONES ANALITICAS:

n fotometra de llama se anali"a sodio, potasio y calcio en muestras biolgicas fundamentalmente. Para hacanlisis cuantitativos se utili"an algunos de estos mtodos/

M45$#$ #'(ec5$:0e preparan una serie de patrones con distintas concentraciones, para obtener una recta de calibrado, al menocho puntos para tra"ar la recta. 0e toma agua en medio #%l !ue es aspirado por el gas o$idante hacia!uemador, se ajusta a cero el aparato midiendo la intensidad de emisin del disolvente para no tener ruido fondo. 0e toma el patrn ms concentrado y se reali"a la misma operacin ajustando la aguja a cien para esta forma aumentar la escala. 0e mide luego la intensidad de emisin de todos los patrones. 0e tra"a la lnde calibrado !ue debe ser una lnea recta. Las lneas de calibrado son lineales para el sodio, cuandoconcentracin de sodio vara entre 7 y 7,8 partes por milln, curvndose al aumentar la concentracin. L


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lneas de calibrado se curvan debido a !ue/ parte de la radiacin se absorbe por los tomos libres en estafundamental, esta absorcin es mayor al aumentar la concentracin, hay !ue trabajar con disoluciones diluido tambin debido a !ue los tomos se ioni"an o bien a los fenmenos de disociacin de $idos o hidruros !se hayan formado. &na ve" obtenida la recta de calibrado se mide la se2al emitida por la muestra problema, pinterpolacin se obtiene el valor de la concentracin.

ste mtodo presenta desventajas/ 8.9 las sustancias !ue acompa2an al sodio absorben tambin parte deradiacin o pueden emitir. 0i no se conocen esas sustancias, no se pueden a2adir a las muestras patronesluego se producen variaciones en la medida de la muestra patrn. :.9 la radiacin de fondo depende detemperatura de la llama. ;.9 variaciones en la velocidad de flujo, bien de la muestra o del gas o$idante, afectan por igual a las muestras patrones y al problema. ste mtodo no se utili"a mucho. M45$#$ #e %#'c'6" #e %5(6":

0e utili"a como patrn el mismo elemento !ue se !uiere anali"ar. n una serie de patrones aforados se poun mismo volumen de muestra a anali"ar. 0e a2aden cantidades diferentes de patrn a2adido. 0e enrastodas las disoluciones al mismo volumen para !ue la muestra tenga as la misma concentracin. star diluial mismo volumen. 0e ajusta a cero con un patrn blanco y a 877 con la muestra ms concentrada. representa la intensidad emitida frente a cada concentracin de patrn a2adido, obteniendose una linea recLa intensidad de emisin es cuando la concentracin de patrn es cero. s la intensidad de emisin de muestra. Lo !ue !ueremos determinar es la cantidad de sodio !ue contiene la muestra. 0e puede hacer/8.9 $trapolar la linea. La ordenada en el origen es la intensidad de la muestra, la abcisa en el origen servalor de la concentracin de la muestra.:.9 %alcular la abcisa correspondiente a una ordenada igual a la intensidad de la muestra.;.9 Leer el valor de la ordenada en el origen y calcular la pendiente de la recta. 0e divide luego la ordenada el origen por la pendiente.iene como ventaja este mtodo !ue la sustancias !ue acompa2an a la muestra van a acompa2ar a todos

patrones. %omo inconveniente, la recta de calibrado debe ser recta, dependiendo de a !ue concentraciontrabajemos esto no es posible, aun!ue se puedan hacer diluciones, estas deben ser iguales.

M45$#$ #e& %5(6" '"5e("$:0e toma como patrn una sustancia !ue responda en el fotmetro de llama de manera muy parecida asustancia !ue se anali"a y !ue no est en las muestras !ue vamos a anali"ar. n el caso de fotometra de llamse !uiere anali"ar sodio o potasio en muestras biolgicas. Por eso se usa Li como patrn por !ue/ da u

emisin a una = >?8 nm y con una sensibilidad de 7,? mcgr(ml, en las muestras biolgicas no hay lit

0e preparan varias disoluciones patrn en las !ue colocamos la misma concentracin de litio y cantidaddistintas de disolucin patrn de sodio. nrasamos al mismo volumen. Lo mismo haremos con la mues

problema.0e representa la relacin entre la intensidad de emisin de sodio(litio en funcin de la concentracin de sodPor interpolacin se obtiene la concentracin de sodio en la muestra. La ventaja de este mtodo es !cual!uier interferencia posible va afectar de igual forma al patrn !ue a la muestra !ue se anali"a, por lo !van a poder eliminarse sus efectos. n este mtodo del patrn interno es importante el uso de lespectrofotometros de doble ha".

A"?&'s's C!%&'5%5'*$


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La espectrografa de emisin, y ms concretamente cuando se utili"a el arco de corriente continua como fuende e$citacin, es especialmente adecuada para la identificacin de los elementos contenidos en una muestl tiempo re!uerido para el anlisis es inferior a 8 hora y 1nicamente se re!uieren unos pocos miligramos muestra. %on las temperaturas !ue se alcan"an, el mtodo resulta adecuado para casi todos los elementmetlicos y no metlicos.

Para llevar a cabo un anlisis cualitativo utili"ando un arco de corriente continua, la muestra *en forma polvo, limaduras, hilos, residuo, etc.+ se introduce en la cavidad de un electrodo de grafito y se establecearco hasta !ue se vaporice completamente. l espectro se integra fotogrficamente, lo cual constituye registro permanente de las lneas emitidas en un amplio margen de longitudes de onda. 0obre la misma plafotogrfica suelen registrarse varios espectros.

.?.+

)espus de alinear la placa de la muestra con la de referencia *proyectando una al lado de otra con densitmetro9comparador+ las lneas coincidentes se identifican a travs de las lneas caractersticas de la pla

de referencia. Para !ue la identificacin de un elemento sea positiva, normalmente se re!uiere la identificacide tres lneas. Por otra parte, ciertos elementos presentan agrupaciones caractersticas de lneas espectrales,cual, con un poco de prctica, facilita la identificacin.

Alternativamente, pueden consultarse tablas de longitudes de onda para a!uellas lneas !ue se encuentren enmuestra desconocida, pero no en la placa de referencia.

A"?&'s's C!%"5'5%5'*$

l anlisis cuantitativo por esta tcnica re!uiere el control de muchas variables !ue intervienen enpreparacin y e$citacin de la muestra, as como en el revelado, cuando se emplea deteccin fotogrfica.

%on los procedimientos convencionales de arco y chispa pueden obtenerse errores entre 8 y C D. )e todformas, el desarrollo de un mtodo espectro!umico para anlisis rutinario puede costar meses de trabajo, peuna ve" puesto a punto, permite obtener resultados altamente fiables y con gran rapide" para una gran cantidde muestras. Por ello, la espectroscopia de emisin es una tcnica !ue se utili"a e$tensamente en una grcantidad de laboratorios industriales.

La preparacin de las muestras es esencial en espectroscopia de emisin cuantitativa. As, para el anlisis parco, puede ser necesario alg1n tratamiento previo, el cual puede contaminar la muestra o provocar la prdde alg1n elemento. Por ejemplo, en las muestras con alto contenido en carbono, como en el anlisis


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carbones, es necesario eliminar la materia orgnica, lo cual puede hacerse por tratamiento a C77 J% en crisol platino o de porcelana. ste tratamiento elimina la materia orgnica, pero puede causar prdidas de algunelementos por volatili"acin.

l anlisis de muchos materiales inorgnicos, como rocas, cemento, escorias o productos !umicos, 1nicamennecesitan ser secados, triturados y tami"ados. 0in embargo, cada una de estas etapas puede contribuir

contaminar la muestra. Por ejemplo, par el anlisis de elementos presentes en minerales de berilio, las muestse trituran en un mortero. 0i ste, y la mano correspondiente, estn fabricados de carburo de volframio o al1mina, podra tener lugar una contaminacin con aluminio o con tra"as de hierro y cobalto procedentes dcarburo de volframio *en este caso hay !ue utili"ar un mortero de e@ de alta pure"a+. stos cuidados debe$tremarse cuando se trata de anali"ar tra"as o ultra9tra"as de muchos elementos.

&no de los mayores problemas en espectroscopia analtica cuantitativa reside en la preparacin o ad!uisicide muestras patrn con las !ue obtener la curva de calibrado, ya !ue los patrones deben parecerse lo m$imposible, a las muestras, tanto en su composicin, como en sus propiedades fsicas. n este sentido, puedprepararse los patrones a partir de reactivos puros, o recurrir a muestras estndar *metales, aleacionminerales+ certificadas por diversos organismos internacionales.

%on objeto de eliminar o minimi"ar algunas variables difciles de controlar, relacionadas con la e$citacin las muestras y los procesos fotogrficos, suele emplearse el mtodo del patrn interno. l fundamento dmtodo se coment en el captulo 8, por lo !ue a!u 1nicamente se indicarn las condiciones !ue debe reuuna sustancia para utili"arlo como patrn interno en espectrometra de emisin/

Propiedades fsicas y !umicas similares a las del elemento a anali"ar.l patrn interno deber tener una lnea de emisin con una energa de e$citacin del mismo orden !ue la la lnea del elemento a determinar.Las energas de ioni"acin de ambos elementos deben ser similares.Las lneas del patrn y del analito deben estar en la misma regin espectral, y presentar una intensid

parecida.n cuanto a determinaciones concretas, y a modo de ejemplo, pueden citarse las siguientes/

A"?&'s's #e 9e5%&es ) %&e%c'$"es 9e5?&'c%s.s posible la determinacin de ;8 elementos presentes en una muestra de aluminio metlico con espectrmetro de lectura directa mediante una descarga de 87K8C segundos de duracin. Anlogamensucede con otras muestras metlicas.

Me5%&es e" %ce'5es &!;('7'c%"5es.La determinacin de metales en aceites lubrificantes usados en aviones, locomotoras, camiones, eproporciona un e$celente mtodo para indicar las condiciones del motor. )e hecho, la presencia de ciermetales o el incremento de las concentraciones de algunos de ellos puede utili"arse para identificar las pie"!ue es necesario reparar o sustituir. As, el aluminio indica el deterioro de bombas de aceite, pistonescabe"as de los cilindros, el cobre delata el desgaste de las pie"as de bronce, como cas!uillos y retenes, etc. posible la determinacin de 87 o ms elementos entre 7.8 y C77 g(ml con un tiempo de e$posicin de segundos.

E&e9e"5$s 5(%@% e" &% %596s7e(%.l muestreo se lleva a cabo haciendo pasar un volumen de aire medido a travs de filtros construidos cdiversos materiales, tales como fibra de vidrio, asbesto, celulosa, plstico poroso o grafito. )e todos ellos, l


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ms usados son membranas filtrantes !ue pueden disolverse en acetona o filtros de grafespectroscpicamente puro !ue puede anali"arse directamente mediante un arco de corriente continua.

CONCLUSIONES: 0e logr diferenciar la 5otometra de emisin de llamas y espectroscopia al tratarlas por separado, pues

difieren en cuanto a los niveles de energa de la e$citacin, la instrumentacin ptica y los procedimientos

e$perimentales. La espectroscopia de emisin atmica utili"a llamas cuya principal aplicacin es la determinacin de sodio,

potasio, litio y calcio, especialmente en tejidos y fluidos biolgicos convirtindose en el mtodo de eleccinpara el anlisis de estos elementos, !ue suelen ser difciles.

Las interferencias !ue se encuentran en espectroscopia de emisin de llama provienen de las mismas fuente!ue en el caso de los mtodos de absorcin atmica sin embargo, la magnitud de cada tipo de interferenciacon frecuencia difiere entre ambos procedimientos.

REFERENCIAS BIBLIOGR=FICAS

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