Espectroscopia de absorción
La espectrometría de absorción se refiere a una variedad de técnicas que emplean la interacción de la radiación electromagnética con la materia. En la espectrometría de absorción, se compara la intensidad de un haz de luz medida antes y después de la interacción con una muestra. Las palabras transmisión y remisión se refieren a la dirección de viaje de los haces de luz medidos antes y después de la absorción. Las descripciones experimentales por lo general asumen que hay una única dirección de incidencia de la luz sobre la muestra, y que un plano perpendicular a esta dirección pasa por la muestra. En la transmisión, la luz es dispersada desde la muestra hacia un detector en el lado opuesto de la muestra. En la remisión, la luz es dispersada desde la muestra hacia un detector en el mismo lado de la muestra. La radiación remitida puede estar formada por dos clases de radiación: reflexión especular (cuando el ángulo de reflexión es igual al ángulo del frecuencia) y reflexión difusa (en todos los demás ángulos).
Otro descriptor asociado con la espectrometría de absorción es la variedad de longitudes de onda de radiación que se usa en el haz de luz incidente. Por ejemplo, se habla de espectrometría infrarroja o de microondas, que son a su vez ejemplos de espectrometría de absorción. Por otra parte, también se encuentran referencias a otros rangos de longitud de onda, como la espectrometría de rayos X, que por lo general denotan una espectrometría de emisión.
La espectrometría UV-visible se refiere a técnicas donde se mide cuánta luz de una longitud de onda particular (color) es absorbida por una muestra. Ya que el color a menudo puede correlacionarse con la presencia y/o la estructura de una sustancia química particular, y ya que la absorbancia es una medida fácil y barata de hacer, la espectrometría de absorbancia se usa ampliamente en cálculos cualitativos, cuantitativos y estructurales. Por ejemplo, el ADN absorbe luz en el rango ultravioleta (por eso la luz del sol es peligrosa), y por tanto la cantidad de ADN en una muestra puede ser determinarse midiendo la absorbancia de la luz ultravioleta.
La relación entre el color visible y el color de absorbancia es complicada; una muestra que parece roja no absorbe en el rojo, sino que absorbe en otras longitudes de onda (colores) de modo que la luz que pasa por la muestra se enriquece en rojo.
La palabra "color" se usa para indicar que la espectrometría de absorbancia no sólo trata con la luz en rango visible (fotones con una longitud de onda de aproximadamente 400 a 700 nanómetros), sino también con longitudes de onda que están fuera del rango de la visión humana (infrarrojo, ultravioleta, rayos X). Sin embargo, los principios son bastante similares tanto para la luz visible como para la no visible.
Técnicamente, la espectrometría de absorción se basa en la absorción de fotones por una o más sustancias presentes en una muestra (que puede ser un sólido, líquido, o gas), y la promoción subsiguiente del electrón (o electrones) desde un nivel de energía a otro en esa sustancia. La muestra puede ser una sustancia pura, homogénea o una mezcla compleja. La longitud de onda en la cual el fotón incidente se absorbe es determinada por la diferencia en los niveles de energía disponibles de las diferentes sustancias presentes en la muestra. Esta es la selectividad de la espectrometría de absorbancia, la capacidad de generar fuentes de fotones (luz) que son absorbidas sólo por algunos componentes en una muestra. Típicamente, los rayos X se usan para revelar la composición química, mientras que las longitudes de onda cercanas al ultravioleta y el infrarrojo se usa para distinguir las configuraciones de diversos isómeros detalladamente.
En la espectroscopia de absorción, los fotones absorbidos no son emitidos de nuevo (como en la fluorescencia) sino que la energía que se transfiere al compuesto químico en la absorbancia de un fotón se pierde por medios no radiantes, como la transferencia de energía por calor a otras moléculas.
Aunque la intensidad relativa de las líneas de absorción no varía con la concentración, a cualquier longitud de onda dada la absorbancia medida (− log (I / I0)) es proporcional a la concentración molar de las especies que absorben y el grosor de la muestra por la que la luz pasa. Esto se conoce como ley de Beer-Lambert. El gráfico de la cantidad de radiación absorbida respecto a la longitud de onda para un compuesto particular se conoce como espectro de absorción. El espectro de absorción normalizado es característico para cada compuesto particular, no cambia con la concentración y es como la "huella digital" química del compuesto. En las longitudes de onda correspondientes a los niveles de energía resonantes de la muestra, se absorben algunos de los fotones incidentes, lo que provoca una caída en la intensidad de transmisión medida y una pendiente en el espectro. El espectro de absorción puede medirse usando un espectrómetro. Conociendo la forma del espectro, la longitud de ruta óptica y la cantidad de radiación absorbida, se puede determinar la estructura y la concentración del compuesto.
Los espectros de absorción de luz visible pueden tomarse en cualquier material que sea visiblemente claro. El poliestireno, el cuarzo, y las células de borosilicato (Pyrex), son los materiales más usados. La luz ultravioleta es absorbida por la mayor parte de cristales y plásticos, por lo que se usan células de cuarzo. El Si-O presente en el cristal y el cuarzo, y el C-C en el plástico absorben la luz infrarroja. Los espectros de absorción infrarrojos se realizan generalmente con una delgada película de la muestra sostenida entre platos de cloruro de sodio. Otros métodos implican suspender el compuesto en una sustancia que no absorba en la región de estudio. Las emulsiones de aceite mineral (Nujol) y los cristales de bromuro de potasio suelen ser los más comunes. El NaCl y KBr, al ser iónicos, no absorben el infrarrojo de forma significativa, y el Nujol tiene un espectro infrarrojo relativamente sencillo.
Espectrometría como instrumento analítico
A menudo es de interés conocer no sólo la composición química de una muestra dada, sino también las concentraciones relativas de varios compuestos de una mezcla. Para hacer esto debe construirse una escala, o curva de calibración, usando varias concentraciones conocidas para cada compuesto de interés. El gráfico que resulta de la concentración respecto a la absorbancia se hace a mano o usando un software de ajuste de curvas apropiado, que usa una fórmula matemática para determinar la concentración en la muestra. La repetición de este proceso para cada compuesto en una muestra da un modelo de varios espectros de absorción que en conjunto reproducen la absorción observada. De esta manera es posible, por ejemplo, medir la composición química de los cometas sin tener muestras de ellos en la Tierra.
Un ejemplo simple: un cianuro estándar a 200 partes por millón da una absorbancia con un valor arbitrario de 1540. Una muestra desconocida da un valor de 834. Ya que esta es una relación lineal y pasa por el origen, el valor desconocido se calcula fácilmente como 108 partes por millón. Con este método de proporción no es necesario conocer los valores de los coeficientes gobernantes, o cromóforos, o la longitud de célula experimental.
En la práctica, el uso de una curva de calibración, más que un solo punto de comparación, reduce la incertidumbre en la medida final por exclusión de la interferencia aleatoria (ruido) en la preparación de los estándares.
Fundamento
La ley de Lambert-Beer es una relación lineal entre la absorbancia y la concentración de la absorción de la radiación electromagnética. La fórmula general de la ley es:
A=aðxbxc
Donde A es la absorbancia transmitida, a una ð longitud de onda que depende del coeficiente de absorción, b es la longitud de la trayectoria, y c es la concentración del analito.
Cuando la concentración se maneja en molaridad, la ley de Lambert-Beer se escribe:
A=ððxbxc
Donde ðð es la longitud que depende de la coeficiente de absorción molar en unidades M-1cm-1. La ð de subíndice se sobreentiende como un valor específico de para una longitud de onda dada. Si varias especies absorben luz a una longitud de onda en una muestra, la absorbancia total a la longitud de onda dada es:
A=(ððxbxc1)+ (ððxbxc2)+....
Donde los subíndices se refieren a absortividad y la concentración de las diferentes sustancias que están presentes.
En aplicaciones analíticas queremos medir la concentración de analito independiente de los efectos de la reflexión, absorción del solvente, y otras interferencias. La figura de la derecha muestra las dos mediciones de transmitancia que son necesarias para usar la absorción y así calcular la concentración del analito en solución. El diagrama de arriba es solo para el solvente y el de abajo es para la absorción y solvente de la muestra. En este ejemplo, Ps es la potencia de la luz que incide en la muestra, P es la potencia de la luz medida después de que pasa el analito, el solvente y el contenedor de la muestra (celda) y Po es la potencia de la luz medida después que atraviesa el analito solamente y la celda. La medida de la transmitancia en este caso se le atribuye al analito únicamente.
Dependiendo del tipo de instrumento, la medida de referencia puede ser hecha simultáneamente con la medición de la muestra o con la referencia gravada en la computadora para generar el espectro completo. Los modernos aparatos de absorción pueden mostrar los datos en transmitancia, % de transmitancia, o absorbancia.
Una concentración desconocida de analito puede ser determinada con la medición de la cantidad de luz que absorbe la muestra aplicando la ley de Beer. Si el coeficiente de absortividad no se conoce, la concentración se puede determinar usando una curva de calibración de la absorbancia contra la concentración derivada de los estándares.
Limitaciones de la ley de Lambert-Beer.
La linearidad de la ley de Lambert-Beer es limitada por los factores químicos o instrumentales. Las causas de la no-linearidad son:
· Desviaciones de los coeficientes de absorbancia a altas concentraciones (>0.01M) debido a las interacciones electrostáticas entre las moléculas por la proximidad.
· Dispersión de la luz debido a las partículas de la muestra
· Fluorescencia o fosforescencia de la muestra
· Cambios en la índice de refracción debido a las altas concentraciones
· Cambios en el equilibrio químico como función de la concentración
· Radiación no monocromática, las desviaciones pueden ser minimizadas usando una parte uniforme del espectro de absorción como el máximo de absorción de banda
· Desviación de la luz
Aplicaciones
Esta técnica, como es la base para la derivación en varias, es utilizada para diversas finalidades como:
♪ Química analítica: identificación de compuestos organicos e inorgánicos, incluso metales, por ejemplo en el uso de la espectrometría de absorción atómica.
♪ Ciencias forenses: determinación de drogas de abuso o metales por diversas técnicas
♪ Medicina: para la determinación de posibles intoxicaciones.
Dentro de las técnicas y equipos utilizados en este fenómeno se puede hacer hincapié en el ICP por sus siglas en inglés. que dá uso a otros tipos de descargas eléctricas, llamadas plasmas, estas fuentes han sido usadas como fuentes de atomización / excitación para AA. Estas técnicas incluyen el plasma inductivamente acoplado y el plasma acoplado directamente. El plasma es generado por el gas argón que es el comburente y el gas nitrógeno que es un carrier, adicionalmente es asistido por un gas de corte que es aire. El ICP permite analizar por efectos de ionización en elevadas temperaturas de plasma (8.000 °K) inducido en campo magnético de argón casi la totalidad del sistema periódico exceptuando sodio, potasio y gases nobles. El fundamento del método es analógicamente parecido a la técnica AA, el plasma recalentado es inducido en un campo magnético y se forma una antorcha plasmática que es espectroscópica. Se puede generar un plasma acoplado por inducción al dirigir la energía de un generador de frecuencia de ondas de radio hacia un gas apropiado, comúnmente argón ICP. El acoplamiento se produce generando un campo magnético pasando una elevada corriente eléctrica de alta frecuencia a través de una espiral de inducción enfriada. Este inductor genera rápidamente un campo magnético oscilante orientado al plano vertical (axial o perpendicular) de la espiral. La ionización del gas argón entrante se inicia con una chispa de la llamada espiral de Tesla. Los iones resultantes y sus electrones asociados luego interactúan con el campo magnético fluctuante. Esto genera energía suficiente para ionizar átomos de argón por excitación de choque. Los electrones generados en el campo magnético son acelerados perpendicularmente hacia la antorcha. A altas velocidades, los cationes y electrones conocidos como corriente turbulenta (Corriente de Eddy), colisionarán con los átomos de argón para producir mayor ionización, lo que produce un gran aumento de temperatura. En 2 microsegundos, se crea un estado estable con alta densidad de electrones. Se produce plasma en la parte superior de la antorcha. La temperatura en el plasma varía entre 6000-10000 K, usualmente 8.000 °K. Una larga y bien definida cola emerge desde la parte superior de la antorcha. Esta antorcha de alta intensidad luminosa es la fuente espectroscópica que permite la técnica analítica.
La misma contiene todos los átomos del analito y los iones que fueron excitados por el calor del plasma. Las ventajas analíticas del ICP -Plasma Acoplado por Inducción yace en su capacidad de analizar una gran cantidad de analitos en un período corto con muy buenos límites de detección para la mayoría de los elementos. Los elementos pueden ser analizados en forma axial para bajos límites de concentración, o radial para elevadas concentraciones. La variante de análisis axial está definida en el área del óptico perpendicular a la antorcha.
El ICP permite realizar un barrido simultáneo o secuencial según el tipo de construcción entregando un reporte analítico en solo minutos, a diferencia del proceso analítico del AA que es muy laborioso. Otra derivación es el ICP-Masa que es una variante de uso investigativo que adiciona un detector de masa a la salida de la antorcha. Su uso está limitado a la investigación.
Espectroscopia de emisión
Los átomos o las moléculas que están excitadas a niveles de energía altos pueden caer a niveles menores emitiendo radiación (emisión o luminiscencia). Para los átomos excitados por una fuente de energía de alta temperatura esta emisión de luz es comúnmente llamada emisión atómica u óptica (espectroscopia de emisión atómica) y para átomos excitados con luz es llamada fluorescencia atómica (espectroscopia de fluorescencia atómica).
La espectroscopia de emisión atómica (AES) utiliza la medición cuantitativa de la emisión óptica de átomos excitados para determinar la concentración de la sustancia analizable. Los átomos del analito en la solución son aspirados en la región de excitación donde son disueltos, vaporizados y atomizados por una llama, descarga o plasma. Estas fuentes de atomización a altas temperaturas proveen energía suficiente para promover los átomos a niveles de energía altos. Los átomos vuelven a niveles más bajos emitiendo luz.
El empleo de la espectroscopia de emisión por llama (FES), es de gran aplicación en análisis elemental. Puede ser usada para análisis cuantitativo y cualitativo y es un método de elemento simple. Sus usos más importantes son la determinación de sodio, potasio, litio y calcio en fluidos biológicos y tejidos.
Instrumental
La muestra debe ser convertida a átomos libres, comúnmente en una fuente de excitación de altas temperaturas, por ejemplo, una llama. Las muestras líquidas son nebulizadas y llevadas a la llama por el flujo de gas. La fuente de excitación debe disolver, atomizar y excitar los átomos de la sustancia a analizar. La llama provee energía suficiente para promover los átomos a niveles de energía altos.
A medida que los átomos vuelven al estado estable, la radiación emitida pasa a través del monocromador que aísla la longitud de onda especificada para el análisis requerido. Un fotodetector mide la fuerza de la radiación seleccionada la cual es luego amplificada y enviada a un dispositivo de lectura.
DESARROLLO
Espectroscopía es la medición e interpretación de la radiación electromagnética absorbida, dispersada o emitida por átomos, moléculas u otras especies químicas. Estos fenómenos están asociados con cambios en los estados de energía de las diferentes especies. Por consiguiente, dado que cada especie posee estados energéticos característicos, la espectroscopía puede utilizarse para identificarlas.
La espectroscopía constituye la base del análisis espectroquímico, en el que la interacción de la radiación electromagnética con la materia se utiliza para obtener información cualitativa y cuantitativa acerca de la composición de una muestra. Dentro del análisis espectroquímico, la espectroscopía atómica estudia la absorción y emisión de la radiación por especies atómicas, iónicas y moleculares libres. Estas especies son generadas y examinadas en un medio gaseoso de alta energía, que constituye una fuente de vaporización-atomización-ionización-excitación.
El término espectroscopia de emisión normalmente se aplica a los métodos en los que se aplica un estímulo térmico o eléctrico. La energía radiante emitida cuando el analito regresa a su estado basal puede dar información sobre la naturaleza del mismo y de su concentración. Los resultados de este análisis suelen representarse en forma de un espectro, es decir, un gráfico de la radiación emitida en función de la frecuencia o longitud de onda.
Cuando la muestra se estimula con una fuente de radiación electromagnética externa, pueden tener lugar varios procesos. Por ejemplo, la radiación puede ser dispersada o reflejada. Para obtener información sobre el analito, se mide la radiación electromagnética emitida cuando este regrese a su estado basal, o puede medirse la cantidad de radiación absorbida como consecuencia de la excitación.
Tipos de espectroscopia de emisión:
| TIPO DE ESPECTROSCOPÍA | MÉTODO DE ATOMIZACIÓN | FUENTES DE RADIACIÓN |
| ARCO | MEDIANTE CALENTAMIENTO DE | MUESTRA |
| CHISPA | MUESTRA EXCITADA POR CHISPA ELÉCTRICA DE ALTO VOLTAJE | MUESTRA |
| PLASMA DE ARGÓN | MUESTRA CALENTADA POR PLASMA DE ARGÓN | MUESTRA |
| ATÓMICA O EN LLAMA | MUESTRA ASPIRADA E INTRODUCIDA EN | MUESTRA |
| RAYOS X | NO NECESITA LAS MUESTRAS SE BOMBARDEAN CON ELECTRONES | MUESTRA |
Espectroscopia de arco:
Las fuentes más utilizadas en espectrografía de emisión son el arco de CC, el arco de Ca, y la chispa de Ca. Su misión consiste en evaporizar la muestra y provocar el paso de electrones a niveles energéticos superiores. Se alcanzan temperaturas de 8.00°K.
El arco CC, se utiliza normalmente cuando se desea alcanzar una gran sensibilidad como sucede en la identificación de elementos traza en las muestras; la oscilación del arco constituye una dificultad para el trabajo cuantitativo; el arco de Ca es más estable y reproducible. La chispa de Ca, proporciona energías de excitación más elevadas, es más estable y reproducible y es generalmente la fuente preferida para el análisis cuantitativo.
Los elementos metálicos pueden utilizarse como electrodos. Los sólidos pulverizados se colocan en una pequeña depresión practicada en el extremo de una varilla de carbón o grafito que normalmente constituye el polo opuesto del arco. Las disoluciones pueden evaporarse a sequedad sobre el electrodo de carbón o grafito formando un fondo de aproximadamente 1mm de espesor a través del cual pasa la disolución y se evaporiza por acción del arco o de la chispa.
Los principales componentes de un espectrógrafo además de la fuente de radiación, son un prisma o una red de difracción para dispersar la radiación procedente de la fuente, una cámara u otro dispositivo de detección y medida, dispositivos auxiliares, rendijas, lentes o espejos para conducir el haz de energía La mayor parte de la emulsiones fotográficas son sensibles radiaciones de pequeña longitud de onda, azules, violetas y ultravioletas; la utilización de diversos colorantes permite sensibilizar la emulsión para la aplicación a longitudes de ondas mayores.
Para el trabajo cualitativo se registra un espectro de hierro junto al del elemento desconocido. También se registra el espectro de algún elemento cuya existencia en la muestra se sospecha. La película terminada se estudia en un comparador, utilizando el espectro de hierro o del elemento conocido para localizar las longitudes de onda, la mayor parte de los comparadores llevan una placa normalizada que indica las líneas principales de muchos elementos. Se dispone de escalas para la medida exacta de las líneas espectrales y de tablas de longitudes de onda y de intensidades relativas de las líneas espectrales de un elemento. Para dar como positiva la identificación de un elemento deben observarse al menos tres de sus líneas sensibles.
La espectrografía de emisión cuantitativa exige un control de todas las variables como: condiciones de excitación, tiempo de exposición, trabajo de la película. Con objeto de eliminar en lo posible pequeñas variaciones de estos factores, se acostumbra añadir un patrón interno midiendo las intensidades de un par de líneas homologas formado por una línea del elemento problema y otra del patrón interno. Los pares de líneas homologas deben tener longitudes de onda muy cercanas y ambos elementos deben presentar las mismas características de vaporización y análogos potenciales de ionización; pequeñas variaciones en las condiciones de excitación o de trabajo de la película afectaran a ambas líneas con la misma intensidad y la relación entre sus intensidades será constante. El resultante de la línea espectral se mide con un densitómetro por comparación de la transmitancia de la línea con la de la zona de película no expuesta adyacente a la línea.
Espectroscopia de emisión atómica (EA)
Se utiliza en la medición cuantitativa de la emisión óptica de átomos excitados para determinar la concentración de la sustancia analizable. Los átomos del analito en la solución son aspirados en la región de excitación donde son disueltos, vaporizados y atomizados por una llama, descarga o plasma. Estas fuentes de atomización a altas temperaturas proveen energía suficiente para promover los átomos a niveles de energía altos. Los átomos vuelven a niveles más bajos emitiendo luz. Permite llevar a cabo un análisis cuantitativo y cualitativo de entre
Para la atomización de las muestras que se van a analizar se utilizan principalmente la atomización en flama (fotometría de llama) y la atomización en horno.
Los factores principales que determinan la magnitud de la emisión son:
· La distribución energética de niveles excitados
· Las probabilidades de transición para emisión y absorción
· El coeficiente de absorción atómica
· Las características de la celda de atomización[1]
Fotometría de llama
Es una técnica de emisión que utiliza una llama como fuente de excitación y un fotodetector electrónico como dispositivo de medida. Se trata principalmente de un método de análisis cuantitativo y es uno de los métodos más sencillos y precisos para el análisis de metales alcalinos, la mayor parte de los metales alcalinotérreos y algún otro elemento metálico. También es posible realizar un análisis cualitativo examinando todas las longitudes de onda del espectro de emisión (espectrofotometría de llama o fotometría de llama). Su aplicación es limitada si se compara con la espectroscopía de emisión ordinaria, ya que la energía de la llama permite excitar únicamente de
La radiación del elemento que interesa, cuya fuente de luz suele ser una lámpara de cátodo hueco, se dirige a través de la flama que contiene el gas atómico. La solución del analito se nebuliza por medio de un atomizador o nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama. El disolvente de las gotas se evapora de inmediato y las partículas de sal se decomponen en átomos, iones y electrones. Los átomos de la muestra absorberán la radiación que emita el mismo átomo en la lámpara de cátodo hueco, con lo que se atenúa la energía de la fuente. Mediante un monocromador se separa la línea espectral del elemento que interesa de cualquier otra radiación que venga de la fuente o de la flama. La energía radiante de la fuente se transforma en corriente eléctrica mediante un tubo foto multiplicador.
La fuente de radiación que provoca la activación de los átomos es una llama. El monocromador será en aparatos complejos filtros interferenciales y en aparatos sencillos redes de bajo poder de resolución. Los detectores podrán ser células fotovoltaicas o fototubos, pueden medir intensidades relativamente altas.
Como todas las técnicas instrumentales, la espectrometría de llama es una técnica relativa. Por consiguiente, es necesario establecer experimentalmente una curva (o función matemática) que relacione la señal analítica obtenida con la concentración del elemento analito en las soluciones a analizar. En el caso más directo, la concentración de una solución incógnita se obtiene por interpolación gráfica a partir de una curva de señal (A o IE) vs. c , obtenida con varios estándares (patrones) adecuadamente espaciados, que cubren el ámbito de concentraciones requerido; En la mayoría de los casos es necesario que la composición de las soluciones patrón sea similar a la de la muestra a analizar. En el caso de soluciones muestras muy complejas, en las que la presencia de elementos concomitantes puede afectar la respuesta obtenida para el analito, existen otros procedimientos de calibración, tales como el método de agregado patrón de analito (simple o múltiple).
Dado que los procesos que sufre el analito en la celda de atomización son esencialmente comunes a ambas técnicas, la selección del tipo y condiciones de la llama (relación oxidante/combustible) y la región de observación, son críticas para numerosos elementos. También es necesario optimizar el paso de banda espectral del monocromador empleado para la selección de la longitud de onda, la velocidad de aspiración de la solución, los parámetros del sistema de detección y lectura y en el caso de absorción atómica, la intensidad de corriente de la lámpara de cátodo hueco.
Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a un error sistemático. Existe una interferencia cuando el resultado de la medición sobre una dada solución de muestra difiere del obtenido con la misma concentración de analito en la misma combinación química y solvente, pero en ausencia del interferente.
Esencialmente las mismas interferencias se producen en EEA y EAA con llama, aunque con magnitudes diferentes. Pueden clasificarse en cuatro grupos:
1. Espectrales, incluyendo efectos de emisión o absorción de fondo.
2. Físicas, asociadas con el transporte y dispersión de la muestra en la llama.
3. Químicas, relacionadas con la vaporización del soluto.
4. De ionización, relacionadas con la variación de la concentración de átomos neutros emisores o absorbentes en la llama provocada por el fenómeno de ionización térmica.
En la siguiente figura se compara un esquema de espectrofotómetro de emisión de llama (a) y él de absorción atómica (b).
Las ventajas fundamentales de la utilización de la llama como fuente de excitación son que los espectros son muy sencillos y que los resultados cuantitativos tienden a ser más reproducibles. Los espectros son sencillos debido a la baja energía de excitación de la llama que da lugar a pocas líneas de emisión. Este hecho hace disminuir el problema de las interferencias espectrales a partir de líneas y bandas de otros elementos y además no implica la necesidad de un monocromador de elevada resolución. La mayor reproducibilidad de estos métodos se debe al mejor control de las variables en una excitación por llama.
Las dos desventajas más importantes de los métodos de emisión en llama son que la energía de excitación es demasiado baja para la mayoría de los elementos y que la muestra debe estar disuelta. En absorción atómica la baja energía no es una desventaja tan importante ya que la misión de la llama, en ese caso, es únicamente atomizar la muestra y formar un vapor de átomos sin excitar; por esta razón es aplicable a un mayor número de elementos que la fotometría de llama.
Otros tipos de epectroscopía atómica:
La atomización en horno, o electrotérmica se utiliza con un atomizador electrotérmico; se toman pequeños volúmenes de muestra, normalmente unos microlitros, y se depositan en el horno. Con un programa de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra, la materia orgánica se reduce a cenizas o carbón se produce vapor atómico. Es de uno a dos órdenes de magnitud más sensible que la atomización en flama.
Algunos métodos de EA emplean flamas para los átomos excitados, los cuales emiten una radiación característica cuando regresan a su estado fundamental. En otros métodos de EA se emplean atomizadores más potentes como los del plasma inductivamente acoplado (PIC) y los atomizadores de arco y de chispa. A diferencia de la absorción atómica, la emisión atómica se pude aplicar al análisis cualitativo. Con este método se pueden registrar espectros completos, donde e identifican los elementos por las longitudes de onda de las líneas de emisión.
En alguna época, la emisión en flama se utilizó mucho en los laboratorios clínicos para determinar sodio y potasio Estas técnicas se han reemplazado ahora por métodos que utilizan electrodos selectivos para iones. De hecho, ahora es más importante la espectrometría de emisión en plasma inductivamente acoplado que la de emisión en flama, y también es una fuente importante de iones para el análisis por espectrometría de masas.
BIBLIOGRAFÍA:
♪ Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J. y Crouch, S. R.: Química Analítica. Mc Graw Hill, 7ªed, México, 2004. pp 572, 573, 648, 651; G-4.
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