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ESPECTROFOTOMETRA DE ABSORCIN ATMICA

ESPECTROSCOPIA

Ciencia que trata de las distintas interacciones de la radiacin de la materia de las especies moleculares o atmicas.

Es el estudio de la absorcin y emisin de la radiacin electromagntica.

Identificacin de compuestos qumicos de acuerdo a sus propiedades espectrales.

ESPECTROFOTOMETRA ESPECTROMETRA Tcnicas que miden la absorcin y emisin de la luz para determinar la concentracin de un analito.

MEDICION ESPECTROMETRICASe atomiza la muestra.

La muestra se estimula al aplicar energa (calor, energa elctrica, reaccin qumica).

Ocurre una transicin a un estado mayor de energa (ESTADO EXITADO).

Se mide la radiacin emitida o absorbida.

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ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCIN ATMICA

Proceso que ocurre cuando tomos de un elemento en estado fundamental absorben energa radiante a una longitud de onda especifica. ABSORCIN ATMICA

1. Atomizacin de la muestra.

Es cuando las molculas constituyentes de la muestra se descomponen y se convierten en partculas gaseosas elementales.

ATOMIZACION DE LA MUESTRAAtomizacin con llama.

Atomizacin electrotrmica.

Tcnicas especializadas de atomizacin. Atomizacin por descarga luminiscente. Atomizacin de vapor frio.

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ATOMIZACION CON LLAMA

Tipos de llamas. estructura de la llama. perfiles de temperatura. perfiles de absorbancia de la llama. Atomizadores de llama. reguladores de combustibles y oxidantes. funcionamiento.

ETAPAS DE LA ATOMIZACIN DISOLUCION DEL ANALITO NEBULIZACION NIEBLAAEROSOL DESOLVATACION VOLATILIZACION MOLECULAS GASEOSAS ATOMOS IONESESTADO FUNDAMENTAL MOLECULAS EXCITADAS ATOMOS EXCITADOS IONES EXCITADOS

Consiste en la conversin de la disolucin en una niebla muy fina o AEROSOL .

Por aspiracin de la muestra liquida forma pequeas gotas

NEBULIZACIN

DESOLVATACIN Es lo primero que ocurre cuando la niebla entra en contacto con la llama.

Es la eliminacin de agua u otros solventes para producir un aerosol molecular solido.

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VOLATILIZACION El aerosol molecular solido se transforman en vapor y se produce un gas atmico.

Luego ocurre la disociacin de la mayora de las molculas

TIPOS DE LLAMACOMBUSTIBLEOXIDANTETC VELOCIDAD DE COMBUSTION MAXIMA (cm S-1)GAS NATURALAire1700-190039-43GAS NATURALOxigeno2700-2800370-390HIDROGENOAire2000-2100300-400HIDROGENOOxigeno2550-2700900-1400ACETILENOAire2100-2400158-266ACETILENOOxigeno 3050-31501100-2480ACETILENO Oxido nitroso 2600-2800285

ESTRUCTURA DE LA LLAMA

PERFILES DE TEMPERATURA

PERFIL DE ABSORVANCIA DE LA LLAMA

ATOMIZADORES DE LLAMA

ATOMIZACION ELECTROTERMICA.

Utiliza el mismo principio de la atomizacin con llama solamente que se emplea un atomizador calentado elctricamente (horno de grafito) en lugar del quemador de llama.

MECANISMO La muestra se evapora (baja temperatura).

Calcinacin (en tubo de grafito).

La corriente se incrementa y eleva la temperatura ( 2.000 3.000 C).

Se atomiza la muestra (milisegundos).

Se mide la absorcin.

ATOMIZADORES ELECTROTERMICOS

TUBO DE GRAFITO

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ATOMIZACION POR DESCARGA LUMINISCENTE produce un vapor que se lleva a una celda

la descarga luminiscente se da en una atmosfera de ARGON.

tomos extrados por vaco hacia el eje de la celda donde absorben la radiacin

AGUA DE ENFRIAMIENTO NODO FLUJO DE GAS ARGN MUESTRA (CTODO)HACIA LA BOMBA CELDA DE ABSORCIN OPTICATomado de D.S. p Hannaford y R.M Lowe, Anal chem 1968 figura: ----

ATOMIZADORES DE HIDRUROSse agrega a la muestra Boro hidruro de sodio en medio acido

Es aplicable solo para muestras que contienen: As, Se, Pb, Bi, Sb

ej. reaccin: arsnico 3BH4- + 3H+ + 4H3AsO3 3H3BO3 + AsH3 + 3H2O

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MECANISMO

ATOMIZACION EN VAPOR FRIO Solamente se aplica para la determinacin de mercurio

porque la presin de vapor es apreciable a temperatura ambiente.

en medio cido y con cloruro de estao el mercurio pasa Hg+2

ESPECTROFOTOMETRO DE ABSORCION ATOMICA

Partes del espectrofotmetro

Instrumentacin

Instrumentos de haz sencillo Instrumentos de doble haz

PARTES DEL ESPECTROFOTOMETRO FUENTE DE RADIACIONZONA DE MUESTRASELECTOR DE LONGITUD DE ONDADETECTOR PROCESADOR DE SEAL

FUENTES DE RADIACION FUENTE LINEA FUENTE CONTINUALAMPARA DE CATODO HUECO LAMPARA DE DESCARGA SIN ELECTRODOS

LAMPARAS DE CTODO HUECOFuente mas comn para absorcin atmica.

Compuestos por:nodo de wolframioCtodo cilndrico Gas inerte Ne o Ar

LAMPARAS DE DESCARGA SIN ELECTRODOS En lugar de electrodos utiliza la radiofrecuencia o radiacin de microondas. se ioniza el gas inerte. adquiere suficiente energa para excitar a los tomos del metal

NEBULIZADORES

DE TUBO CONCENTRICO

DE FLUJO CRUZADO

DE DISCO FRITADO D. BABINGTON

DE DISCO 40

SELECCIN DE LONGITUD DE ONDA MONOCROMADORES: se requiere variar de forma continua la longitud de onda de la radiacin.

Monocromadores de red Monocromadores de prisma Monocromadores de escalera

DETECTOR Mide la intensidad de luz y amplifica la seal Debe tener una sensibilidad bastante elevada.

Respuesta a un intervalo amplio de longitudes de onda.

Cuantifica la seal

TUBOS FOTOMULTIPLICADORES Tubos electrnicos.

Adems de detectar la seal la amplifican.

Utiliza ctodos metlicos sensibles a la luz.

Los ctodos son capaces de producir electrones en proporcin directa a la energa de llegada

ESPECTROFOTOMETROS

INSTRUMENTOS DE HAZ SENCILLO

INSTRUMENTOS DE DOBLE HAZ

INTERFERENCIAS

INTERFERENCIAS EN ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA ESPECTRALESQUIMICAS

INTERFERENCIA ESPECTRAL- Cuando la absorcin de otra especie interfiere con la absorcin del analito.

Partculas que dispersan la radiacin

Dispersin de productos de la atomizacin

Disolvente

CORRECCIONES INTERFERENCIAS ESPECTRALES

CORRECCION CON UNA FUENTE CONTINUA Se emplea una lmpara de Deuterio como fuente de radiacin continua.

Se alterna la radiacion del ctodo hueco con la lmpara de deuterio.

El analito solo absorbe la radiacion del ctodo hueco.

EFECTO ZEEMAN corrimiento de niveles de energa que experimentan tomos y molculas en un campo magntico.

FUENTE CON AUTOINVERSION

La lmpara puede generar AUTOABSORCION cuando se les aplica corrientes elevadas.

produciendo gran concentracin de tomos no excitados los cuales absorben la radiacion emitida por las especies excitadas

INTERFERENCIAS QUIMICAS Formacin de compuestos poco voltiles

Equilibrios de disociacin

Equilibrios de ionizacin

FORMACION DE COMPUESTOS POCO VOLATILES los aniones forman compuestos de baja volatilidad con el analito reduciendo su velocidad de atomizacin.

se emplean agentes liberadores

agentes protectores

EQUILIBRIOS DE DISOCIACION En medio gaseoso y caliente se forman diversas reacciones y el analito se devuelve a su estado elemental.

EQUILIBRIOS DE IONIZACIN En la atomizacin de llama la ionizacin de los tomos y molculas es pequea.

hay que tener en cuenta el combustible y el oxidante

Presencia en la llama de otros metales ionizables

CALIBRACIN

Se prepara una curva de calibracin en donde la absorbancia es directamente proporcional a la concentracin. (ley de beer)

Con patrones que cubran el intervalo de concentracin de la muestra.

LEY DE BEER

A = abcDonde:A= absorbanciaa = constante de absortividad (L x g x cm) b= camino ptico (cm)c= concentracin (g/L)

APLICACIONES Determina mas de 60 elementos metlicos.

Determina cuantitativamente la mayora de elementos del sistema peridico.

http://books.google.com.co/books?id=4OQXmnBnjH8C&pg=PA139&dq=TUBOS+FOTOMULTIPLICADORES&hl=es&ei=n4zzS9qSB8WAlAeapKisDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=8&ved=0CEoQ6AEwBw#v=onepage&q=TUBOS%20FOTOMULTIPLICADORES&f=false fototubos amplificadores http://books.google.com.co/books?id=7FOyZbb7q8UC&pg=PA242&dq=metodo+de+correccion+de+las+dos+lineas&hl=es&ei=PWnzS_P4OcOclgfI4uiBDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false PRINCIPIOS DE ANALISIS INSTRUMENTAL.http://books.google.com.co/books?id=H-_8vZYdL70C&pg=PT128&dq=correcciones+de+fondo+en+absorcion+atomica&hl=es&ei=oWzzS8jiKYKKlwf306XrDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CCwQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVOhttp://books.google.com.co/books?id=Q1nbZ47NXFkC&pg=PA85&dq=LEY+DE+LAMBERT&hl=es&ei=d4DzS7zDAsP_lgf5hpytDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q=LEY%20DE%20LAMBERT&f=false TECNICAS ANALITICAS DE CONTAMINANTES