espectroscopía de absorción atómica
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ESPECTROMETRA PTICA
ATMICA
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La espectrometra ptica atmica se basa en la
ABSORCIN, EMISIN o FLUORESCENCIA de tomos
o iones elementales.
Dos regiones del espectro electromagntico dan
informacin atmica: UV-VIS y rayos-X
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En espectrometra ptica atmica, los
elementos presentes en una muestra se
convierten en tomos gaseosos o iones
elementales mediante un proceso
trmico llamado ATOMIZACIN. Se mide
a continuacin la absorcin UV VIS, la
emisin o la fluorescencia de las
especies atmicas presentes en el
vapor.
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La espectroscopa de AA es un medio sensible para la
identificacin cuantitativa de ms de 60 metales o
elementos metaloides
Los espectros atmicos UV y VIS se obtienen mediante
un adecuado tratamiento trmico, que convierte los
componentes de una muestra en tomos o iones
elementales gaseosos
Las tcnicas espectroscpicas de AA consisten en
cuantificar la energa absorbida proveniente de una
fuente de radiacin incidente, que ha excitado a los
electrones elementales desde su estado fundamental
El proceso por medio del cul la muestra se convierte
en vapor atmico se denomina ATOMIZACIN. Existen
dos tipos de atomizadores: Continuos y Discretos.
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Los atomizadores CONTINUOS se usan para la
atomizacin con llama, en dicho mtodo la muestra
disuelta se introduce en una llama a una velocidad
constante, por aspiracin
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Los atomizadores DISCRETOS se usan para el mtodo
de Atomizacin Electrotrmica (Hornos de Grafito) y en
ellos se introduce una cantidad medida de la muestra
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Los espectros atmicos se originan a partir de las
transiciones electrnicas entre orbitales atmicos y
producen lneas de absorcin extremadamente delgadas
con anchos de banda de longitud de onda de
aproximadamente 0.1 nm. Los picos de absorcin
atmica son mucho ms angostos que los que se
observan en la espectrometra molecular UV-VIS, ya que
no hay orbitales enlazantes en la capa electrnica de
valencia externa.
Los espectros de emisin, absorcin o de fluorescencia
de las partculas atmicas gaseosas (tomos o iones)
estn constituidos por lneas estrechas y bien definidas
que provienen de las transiciones de los electrones ms
externos. En el caso de los metales, las energas de
esas transiciones son tales que implican a las
radiaciones UV, VIS y NIR
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Un espectro de AA caracterstico consta
predominantemente de LNEAS de RESONANCIA que
son el resultado de transiciones del estado fundamental
a niveles superiores.
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ATOMIZACIN CON LLAMA
En este tipo de atomizacin una solucin de la muestra se
nebuliza antes de llegar a la llama mediante un nebulizador,
que transforma la muestra en un aerosol (gotas diminutas de
lquido). En la llama ocurren una serie de procesos encadenados que llevan como resultado una mezcla de tomos y iones del
analito, molculas de muestra y otras especies moleculares y
atmicas
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TIPOS DE LLAMAS MS UTILIZADAS EN
ESPECTROSCOPA ATMICA
COMBUSTIBLE OXIDANTE TEMPERATURA C
acetileno aire 2100 - 2400
acetileno xido nitroso 2660 2800
acetileno oxgeno 3050 3150
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ESTRUCTURA DE LA LLAMA
La regin interconal es la de mayor temperatura y
permite mayor reproducibilidad de anlisis
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NEBULIZADOR DE LLAMA
Es un NEBULIZADOR NEUMTICO que transforma la
solucin de la muestra en una niebla o aerosol que
luego se introduce en un quemador. El gas a presin
alta es el agente oxidante.
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ATOMIZADORES ELECTROTRMICOS
(HORNOS DE GRAFITO)
En estos atomizadores, se evaporan primero
unos pocos L (0.5 -10) de muestra a
temperatura moderada y luego se calcinan a
una temperatura ms alta en un tubo de
grafito calentado elctricamente. Despus de
la calcinacin la corriente se incrementa en
varios cientos de amperios, lo cul eleva la
temperatura a unos 2000 o 3000 C. En estas condiciones se mide la absorcin de las
partculas atomizadas.
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Los mtodos analticos que se basan en la absorcin
atmica son muy especficos debido a que las lneas de
absorcin atmica son considerablemente estrechas y las
energas de transicin electrnica son nicas para cada
elemento.
FUENTES DE RADIACIN
Lmpara De ctodo hueco
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ATOMIZACIN EN VAPOR FRO
Esta tcnica se utiliza slo en la determinacin de
mercurio, ya que es el nico elemento metlico que
posee una presin de vapor apreciable a temperatura
ambiente. La determinacin de mercurio es de vital
importancia actualmente, debido a la toxicidad de varios
de sus compuestos orgnicos y su amplia distribucin
en el ambiente. El mtodo de eleccin para analizar el
mercurio es la vaporizacin fra seguida de absorcin
atmica. Al efectuar este tipo de anlisis el mercurio se
convierte en Hg+ por tratamiento de las muestras con
una mezcla oxidante de cidos ntrico y sulfrico,
seguido de reduccin del Hg+ al metal con SnCl2. Se
obtienen los lmites de deteccin en un intervalo de
partes por billn (ppb).
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GENERACIN DE HIDRUROS
Las tcnicas de generacin de hidruros proporcionan un mtodo
para introducir, en forma de gas, muestras que contienen
ARSNICO, ANTIMONIO, ESTAO, SELENIO, BISMUTO Y PLOMO
en un atomizador. Dicho procedimiento mejora los lmites de
deteccin de estos elementos de 10 a 100 veces. Debido a que
varias de estas especies son altamente txicas es de considerable
importancia su determinacin a concentraciones bajas. Su
toxicidad obliga tambin a que los gases producidos en la
atomizacin deban eliminarse de una manera segura y eficaz.
Generalmente, se pueden generar rpidamente HIDRUROS
VOLTILES adicionando una solucin acuosa de muestra a un
volumen pequeo de solucin acuosa (al 1%) de borohidruro de
sodio en un frasco de vidrio. El hidruro voltil es arrastrado por un
gas inerte hacia a la cmara de atomizacin que generalmente es
un tubo de slice calentado a varios cientos de grados C., donde al
descomponerse el hidruro, se generan los tomos del analito.
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TIPOS DE INTERFERENCIAS QUE PUEDEN PRESENTARSE
Presencia de productos de combustin
ESPECTRALES
Dispersin o absorcin debida a matriz de la muestra
Formacin de compuestos voltiles
QUMICAS Equilibrios de disociacin
ionizacin en la llama (xido nitroso u oxgeno)
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En teora la AA debera de cumplir la Ley de
Beer, pero como se pueden dar desviaciones,
debern preparase peridicamente RECTAS
DE CALIBRACIN que cubran el intervalo de
concentraciones de las muestras. El mtodo
de Adicin de Estndar se utiliza ampliamente
en AA con el objeto de contrarrestar total o
parcialmente las interferencias qumicas y
espectrales introducidas por la matriz de la
muestra.
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APLICACIONES DE LA ESPECTROSCOPA DE
ABSORCIN ATMICA
En general se usa para determinar huellas de metales en
distintos tipos de muestras. Como ya se ha mencionado,
las muestras deben estar en solucin. Las muestras
slidas, si es posible disolverlas con un cido fuerte
como el HNO3 (para aleaciones metlicas), o si fuera
necesario, con agua regia. Las muestras de aguas
ambientales requieren poco pretratamiento y las
muestras de rocas y suelos luego de disolverse con
digestin cida, pueden analizarse fcilmente. En
productos farmacuticos se utiliza para determinar el
contenido de cationes en los preparados de minerales y
en alimentos fortificados como cereales, entre otros. En
muestras de sangre entera, suero sanguneo y otros
fluidos corporales, pueden determinarse cationes
metlicos, con esta instrumentacin.
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