capitulo 4 espectroscopía de absorción atómica_.pdf

8/18/2019 Capitulo 4 Espectroscopía de Absorción Atómica_.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-4-espectroscopia-de-absorcion-atomicapdf 1/23

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Asignatura: ANALISIS INSTRUMENTALCarrera: Bromatología y Lic. en Bromatología

Capítulo IV Espectroscopía Atómica 1 |

CAPITULO IV

ESPECTROSCOPIAATOMICA





ESPECTROSCOPIA ATOMICA

Esta técnica está basada en el fenómeno de absorción de la luz de determinadaslongitudes de onda por parte de átomos vaporizados en estado de reposo. Las bandas de

absorción son muy estrechas, por lo cual el espectro total de absorción de un átomo se definecomo espectro de líneas. El elemento en estudio es situado en una llama, donde es disociado desus enlaces químicos y, por ganancia de electrones, se sitúa en un estado atómico base neutro noexcitado ni ionizado. La sensibilidad de los métodos atómicos está dentro de los límites de partespor millón a partes por mil millones, partes por billón (ppb). Las ventajas adicionales de estosmétodos son rapidez, conveniencia, selectividad inusualmente elevada y costos moderados de losinstrumentos.

La determinación espectroscópica de especies atómicas sólo se puede llevar a cabodentro de un medio gaseoso, en el cual los átomos individuales están separados unos de losotros. Consecuentemente, el primer paso en todos los procedimientos espectroscópicos es laatomización, un proceso en el cual la muestra es volatilizada y descompuesta para producir ungas atómico. La eficiencia y reproducibilidad del paso de atomización determina en gran parte lasensibilidad, precisión y exactitud del método, es decir, la atomización es, con mucho, el paso másimportante en la espectroscopia atómica.

Como se muestra en la tabla 1 hay tres tipos de espectroscopia atómica basados en laatomización en llama: 1) espectroscopia atómica de absorción (AAS), 2) espectroscopia atómicade emisión (AES), y 3) espectroscopia atómica de fluorescencia (AFS).

Tabla 1: Clasificación de los métodos espectrales atómicos

Método deatomización

Temperaturanormal de

atomización, ºC

Bases delmétodo

Nombre común

Flama 1700 a 3150 Absorción Espectroscopía atómica de absorciónEmisión Espectroscopía atómica de emisión

Fluorescencia Espectroscopía atómica de fluorescencia

Electrotérmica 1200 a 3000

Absorción Espectroscopía atómica de absorción electrotérmica

FluorescenciaEspectroscopía atómica de fluorescenciaelectrotérmica

Plasma de Argónacopladoinductivamente

5000 a 8000

Emisión Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente

FluorescenciaEspectroscopía de fluorescencia de plasmaacoplado inductivamente

Plasma de Argónde corrientedirecta

6000 a 10000 Emisión Espectroscopía de plasma

Arco eléctrico 4000 a 5000 Emisión Espectroscopía de emisión de fuente de arco

Chispa eléctrica 40000 Emisión Espectroscopía de emisión de fuente de chispa

Los espectros atómicos de emisión, de absorción y de fluorescencia son mucho mássencillos que los espectros moleculares correspondientes debido a que no hay estadosvibracionales ni rotacionales; están constituidos por un número limitado de picos angostos o delíneas.

Espectros de emisión:La figura 1a es un diagrama de un nivel de energía parcial para el sodio atómico, que

muestra el origen de tres de sus líneas de emisión más prominentes. Estas líneas se generan la

calentar el sodio gaseoso a 2000 ºC – 3000ºC en una llama.El calor promueve los electrones exteriores de los átomos de los orbitales 3 s de su estado basal,a los orbitales 3p, 4p y 5p de estados excitados (figura 1b). Después de un microsegundo o





menos, los electrones excitados se relajan al estado basal y desprenden su energía como fotonesy radiación visible o ultravioleta. Como se muestra a la derecha de la figura, las longitudes deonda de la radiación emitida son 590, 330 y 285 nm.

Espectros de Absorción

En la figura 1c se presentan tres de los picos de absorción para el vapor de sodio. Aquí, laabsorción de la radiación de 285, 330 y 590 nm excita al electrón solo, exterior del sodio de sunivel de energía 3s al estado basal a los orbitales excitados 3p, 4p y 5p, respectivamente.Después de un microsegundo los electrones excitados se relajan al estado basal, transfiriendo suexceso de energía a otros átomos o moléculas del medio. De manera alternativa, el relajamientopuede tomar la forma de fluorescencia.

Los espectros de emisión y de absorción para el sodio son relativamente sencillos yconsisten posiblemente de 40 picos. Para los elementos que tienen varios electrones exterioresque pueden ser excitados, los espectros pueden ser mucho más complejos y contar concentenares de picos.

Propiedades de las llamas

Cuando una muestra nebulizada se lleva al interior de una llama, el disolvente se evapora en lazona de combustión primaria de la llama, la cual está localizada justamente arriba de la punta del

quemador (fig. 2). Las partículas sólidasfinamente divididas resultantes son llevadasa una región en el centro de la llama,

denominada región interzonal. Aquí, en laparte más caliente de la llama, se forman losátomos gaseosos y los iones elementales apartir de las partículas sólidas. En esta regióntambién se lleva a cabo la excitación delespectro atómico de emisión. Finalmente, losátomos y los iones son llevados al bordeexterior, o a la zona de combustiónsecundaria, en donde la oxidación se puedepresentar antes de que los productos de la

atomización se dispersen en la atmósfera.

Zona decombustiónsecundaria

Zona decombustión

primaria

Regióninterzonal

MezclaCombustible - oxidante

Fig. 2: Regiones de una llama

Fig. 1b. Transiciones electrónicasresponsables de las líneas

Fig. 1c. Espectro de absorciónparcial para el vapor de sodio

Fig. 1a. Origen de tres líneas deemisión para el sodio





Debido a que la velocidad de la mezcla combustible/oxidante a través de la llama eselevada, sólo una parte de la muestra experimenta todos los procesos. En consecuencia, unallama no es un atomizador muy eficiente.

o Tipos de llama que se utilizan en espectroscopia atómica

En la tabla 2 se enlistan los combustibles y oxidantes comunes empleados en laespectroscopia de llama y el nivel aproximado de temperatura que se logran con cada una deestas mezclas. Obsérvese que las temperaturas de 1700ºC a 2400ºC se obtienen con losdiversos combustibles cuando el aire es el que actúa como oxidante. A estas temperaturas,sólo las especies que son excitadas con facilidad, tales como los metales alcalinos y losalcalinotérreos, producen espectros de emisión utilizables. Para las especies de los metalespesados, los cuales son excitados con menor facilidad, se deben emplear oxígeno u óxidonitroso como oxidante. Con los combustibles comunes, estos oxidantes producentemperaturas de 2500ºC a 3100ºC.

Tabla 2. Llamas empleadas en espectroscopia atómica

Combustible y oxidante Temperatura, ºCGas / aire 1.700 -1.900

Gas / O2 2.700 -2.800

H2 / Aire 2.000 -2.100

H2 / O2 2.550 – 2.700

C2H2 /O2 3.050 – 3.150

C2H2 / aire 2.100 – 2.400

C2H2/N2O 2.600 - 2.800

o Los efectos de la temperatura de la llama

Ambos espectros, el de emisión y el de absorción, son afectados de un modo complejo porvariaciones en la temperatura de la llama. Las elevadas temperaturas aumentan la poblacióntotal de átomos de la llama y de esta forma, la sensibilidad. Sin embargo, con ciertoselementos, este aumento en la población de los átomos es mayor que la disminución debido ala pérdida de átomos como resultado de la ionización.

La temperatura de la llama determina también el número relativo de átomos excitados y noexcitados en una llama. Por ejemplo, en una llama de aire/acetileno, la relación de átomos demagnesio excitados a no excitados se puede calcular como de 10-4, en tanto que en una llamade oxígeno/acetileno, la cual es aproximadamente 700 ºC más caliente, esta relación es de

alrededor de 10-6. Así, los métodos de emisión, basados en la población de átomos excitados, necesitan un

control mucho más estricto de la temperatura de la llama que los procedimientos de absorción,en los cuales la señal analítica depende del número de átomos no excitados.

Espectroscopía de Absorción Atómica

Este es el método más ampliamente utilizado de todos, por su sencillez, efectividad, ycosto relativamente bajo.

EQUIPO:





Básicamente todos los instrumentos de medida de la absorción se componen de cinco partesprincipales:

Fuente de radiación

Portacelda o recipiente para la muestra

Monocromador

Detector de la energía radiante Un dispositivo de lectura

Fuente de radiación: La fuente es muy diferente a las utilizadas en espectrocopía molecular, las bandas son lo

suficientemente anchas para permitir el uso de una fuente continua y un monocromador. La líneade absorción atómica en una llama u horno es más angosta que la banda.

En los instrumentos de absorción atómica se utilizan dos tipos de lámpara: lámparas de cátodohueco y lámparas de descarga sin electrodos.

Lámparas de descarga sin electrodo: En los comercios es posible conseguirlámparas de descarga sin electrodo para diversos elementos. Sin embargo, su

desempeño aparentemente no es tan confiable como el de la lámpara de cátodohueco.

Lámparas de cátodo hueco: la fuente de radiación más útil para la espectroscopiade absorción atómica es la lámpara de cátodo hueco, que se muestra en la figura 3.Consiste en un ánodo de tungsteno y un cátodo cilíndrico sellado en un tubo de vidrioque contiene un gas inerte, por ejemplo, argón, a presión de 1 a 5 torr. El cátodo esfabricado con el metal del analito o puede servir como soporte para un recubrimientode ese metal.

La aplicación de un potencial cercano a 300 V a través de los electrodos produce la ionización delargón y la generación de una corriente de 5 a 10 mA a medida que los iones y electrones delargón migran a los dos electrodos. Si el potencial es suficientemente grande, los cationes deargón chocan en el cátodo con suficiente energía para desalojar algunos de los átomos del metaly, por lo tanto, producen una nube atómica; este proceso se denomina chisporroteo. Esos átomosmetálicos chisporroteados que están en el estado excitado emiten sus longitudes de ondacaracterísticas a medida que regresan al estado basal.

Es importante recordar que los átomos de la lámpara que producen líneas de emisión están a unatemperatura significativamente menor que los átomos de analito en la llama. Los átomos de metal

Fig. 3. Diagrama de una lámpara de cátodo hueco.





chisporroteado en una lámpara son ocasionalmente difuminados de regreso a la superficie delcátodo donde se depositan.En el comercio se pueden conseguir lámparas de cátodo hueco para alrededor de 60 elementos.

Modulación de la fuente: En las mediciones de absorción atómica es necesario discriminar entrela radiación que proviene de la fuente y la que proviene de la llama. Gran parte de esta última eseliminada por el monocromador, el cual siempre está localizado entre la llama y el detector. Sinembargo, la excitación térmica de una fracción de los átomos del analito en la llama produceradiación de la longitud de onda a la cual está ajustado el monocromador. Debido a que estaradiación no se elimina, actúa como una fuente potencial de interferencia.El efecto de la emisión del analito es superado por la modulación de la salida de la lámpara decátodo hueco, de modo que su intensidad fluctúe a una frecuencia constante. Así, el detectorrecibe una señal alterna de la lámpara de cátodo hueco y una señal continua de la llama yconvierte estas señales en los tipos correspondientes de corriente eléctrica.Con frecuencia la modulación se obtiene interponiendo una cuchilla circular eléctrica o chopperentre la fuente y la llama (fig. 4).

Atomizadores:1. Atomizadores de llama:

Para conseguir que los átomos absorban radiación hay que obtener una población de estos alestado basal a partir de la solución de una muestra, cuya absorbancia esté relacionada en formasencilla con la concentración del analito en la solución. Esto se puede lograr con una llama, y haydos tipos de quemadores que se utilizan:

Quemador de flujo turbulento, de consumo total: en este caso el nebulizador y elquemador están combinados en la misma unidad. La muestra es aspirada por un capilar ynebulizada por el efecto del flujo del gas alrededor del extremo del capilar. Los quemadores deflujo turbulento ofrecen la ventaja de permitir la introducción en la llama de muestras

relativamente grandes y representativas. Entre las desventajas se incluyen un recorridorelativamente corto en la llama y problemas de obturación en el extremo del capilar (figura 5).

Fig. 4: Trayectorias ópticas en un espectrómetro de absorción atómica de doble rayo.

Fig. 5. Quemador de consumo total.





Quemador de flujo laminar o de premezcla: la muestra es nebulizada por el flujo deoxidante, una vez pasado el extremo del capilar. El aerosol resultante se mezcla con elcombustible y pasa a través de una serie de deflectores, que eliminan las gotas que no seanmuy finas. Debido a estos deflectores la mayor parte de la muestra se reúne en el fondo dela cámara de mezcla, de donde se envía a un recolector de deshechos. El aerosol, eloxidante y el combustible, se queman en la ranura de un quemador, que produce una llamaque generalmente tiene 5 ó 10 cm de longitud. Los quemadores de flujo laminar producenuna llama relativamente estable y un recorrido mayor, lo cual aumentan la sensibilidad. Además, la obstrucción rara vez constituye un problema (figura 6).

2. Atomización electrotérmica:

El más empleado es el horno de grafito, que aporta mayor sensibilidad que la llama y seemplea en la determinación de metales pesados, como el plomo. Utiliza cantidades mínimas demuestra con alta eficiencia. La muestra se inyecta en el interior del tubo de grafito y se leaplica luego una corriente de hasta 300 A. El grafito se calienta a alta temperatura, lo quevaporiza y atomiza la muestra. La luz de la lámpara de cátodo hueco atraviesa el tubo, dondees absorbida.

3. Generador de vapor de hidruro:

Es un método específico para determinados elementos (Hg, As, Se, etc) que permite mayorsensibilidad. Utiliza reacciones químicas para vaporizar al analito como átomos o moléculassimples. Se hace reaccionar la muestra con hidrógeno naciente para producir el hidrurometálico volátil (por ej. H3 As). En el método más aceptado actualmente, se utiliza el borhidrurode sodio como reductor. Esta fase gaseosa es enviada a la celda de absorción, que escalentada por una llama aire-acetileno y el hidruro es atomizado.

Monocromador: Los de uso más frecuente en absorción atómica son los prismas y rendijas.

Fig. 6. Quemador de premezcla.





Detectores: El detector por lo común es un tubo fotumultiplicador, ya que las líneas caen en laregión UV-Visible del espectro. Se mantienen estables y permiten comparar líneas intensas.

Instrumento de lectura: Puede ser un galvanómetro sencillo, un voltímetro digital, unpotenciómetro registrador, una computadora con salida digital del amplificador.

Un instrumento de absorción atómica contiene los mismos componentes básicos que uninstrumento diseñado para las mediciones de absorción molecular: una fuente, un contenedor dela muestra, un selector de longitud de onda y un detector/sistema para la lectura. Algunosfabricantes ofrecen instrumentos tanto de simple haz como de doble haz.

Espectrofotómetros: la mayor parte de las mediciones de absorción atómica se hacen coninstrumentos equipados con un monocromador de rejilla ultravioleta/visible. La figura 4 es unarepresentación esquemática de un instrumento característico de doble haz. La radiación de lalámpara de cátodo hueco es dividida mecánicamente en dos haces, uno de los cuales pasa através de la llama y el otro alrededor de la llama. Un espejo semiplateado regresa ambos rayos auna sola trayectoria, por la cual pasan alternativamente a través del monocromador y de allí al

detector.

Interferencias: En los métodos de absorción atómica hay distintos tipos de interferencias:

a) Interf erenc ia quím ica . Se produce cuando se forman ciertos compuestos que la llamano puede disociar. Para arreglarlo, se añaden soluciones de elementos que desplazan elelemento de interés de esas uniones químicas indeseables por mayor afinidad con el anión.Ejemplo: para la determinación de calcio, se añade una solución de lantano.b) Interferencia po r io nización . Se produce cuando los átomos de la llama están ionizadosen lugar de estar en estado de reposo; en esta situación, no absorben energía incidente, y hayuna aparente disminución de concentración de la sustancia. Se puede corregir añadiendo unexceso de una sustancia fácilmente ionizable, que provea de electrones libres al sistema. El

exceso de electrones hace que los átomos pasen del estado ionizado al de reposo, y seancapaces de absorber energía. La interferencia se reduce también disminuyendo la temperatura dela llama de aire-acetileno.c) Interferencia de la m atr iz . Pueden originarse errores por diferencia en la imposición deestándares y muestras. Estos efectos se disminuyen procurando que las soluciones estándar y losproblemas sean lo más parecidos posible en su composición.d) Interferencia de emisión . Se produce cuando una parte apreciable de átomos en lallama se excitan, y decaen luego a su estado fundamental emitiendo energía en su espectro delíneas característico. Esta energía llega al detector, junto con la restante del proceso de absorciónen la llama, y hace que aparezca que ha habido menos absorción, apareciendo, por tanto, laconcentración de elemento falsamente disminuida. Puede ser eliminada por el uso de un«chopper» o fragmentador del haz de luz que sale de la lámpara.

Aplicaciones analíticas: análisis cuantitativoLa espectroscopía de absorción atómica proporciona un medio sensible de determinación

de más de 60 elementos. Fundamentalmente se aplica para la determinación de trazas demetales, especialmente en muestras líquidas. El método se adapta bien a las mediciones de rutinapor operadores poco entrenados.

Esta sección trata de algunos de los detalles prácticos que se han de considerar al realizar unanálisis basado en la absorción atómica de llama o electrotérmica.

Preparación de la muestra: Una desventaja de los métodos espectroscópicos de llama es que lamuestra se ha de introducir en la fuente de excitación necesariamente disuelta, por lo general en

agua. Desafortunadamente, muchos materiales de interés, tales como suelos, tejidos animales,plantas, derivados del petróleo y minerales, no son directamente solubles en los disolventes





comunes, y con frecuencia se requiere un tratamiento previo laborioso para obtener una disolucióndel analito adecuada para la atomización.

Para la descomposición y disolución de la muestra, algunos de los procedimientos habituales quese utilizan incluyen el tratamiento con ácidos minerales en caliente; la oxidación con reactivoslíquidos como los ácidos sulfúrico, nítrico o perclórico (mineralización por v ía húmeda); la

combustión en una bomba de oxígeno u otro tipo de contenedor cerrado (para evitar la pérdida deanalito); mineralización a alta temperatura; y la fusión a elevada temperatura con reactivos comoóxido bórico, carbonato de sodio, peróxido de sodio o pirosulfato de potasio.

Método de la curva de calibración: Se debe preparar periódicamente una curva de calibraciónque cubra el intervalo de concentraciones que se encuentran en la muestra. Además, en laatomización y en la medición de la absorbancia existen un gran número de variables incontroladasque justifican la medición de una disolución patrón cada vez que se realiza un análisis (aún mejorsi se utilizan dos patrones cubriendo un intervalo de concentraciones que englobe a laconcentración del analito). Cualquier desviación del patrón con respecto a la curva de calibraciónoriginal, se puede utilizar para corregir el resultado analítico.

Método de adición de estándar o de agregado patrón: el método de adición de estándar esutilizado ampliamente en la espectroscopia de absorción atómica. Algunas soluciones demuestras desconocidas (generalmente 4 ó más) a las cuales se le adicionan pequeñas cantidadesde soluciones con concentraciones conocidas (de la sustancia a determinar), estos serían lospatrones.

Se miden las absorbancias de esta serie de muestras y se prepara la curva de calibración de lasabsorbancias versus la concentración del patrón agregado. La ventaja de este método es quedisminuye los errores causados por varias interferencias debidas a las diferencias en lacomposición. La curva de calibración debe tener buena linealidad en el área de trabajo y debepasar por el punto cero.

Espectroscopía de Emisión Atómica: Fotometría de Llama

La espectroscopía de emisión atómica mediante el empleo de una llama (llamada tambiénespectroscopia de emisión en llama o fotometría de llama) ha encontrado numerosas aplicacionesen el análisis elemental. Se basa en la excitación de un elemento por la energía térmica de unallama, y medida de la luz emitida por dicho elemento al volver a su estado fundamental. La luzemitida es proporcional a su concentración en la solución. Sus aplicaciones más importantes sonla determinación de sodio, potasio, litio y calcio, especialmente de líquidos y tejidos biológicos.Gracias a su conveniencia, rapidez y libertad relativa de interferencias, la espectroscopia deemisión en llama se ha convertido en el método de elección para estos elementos, los cuales sondifíciles de determinar de otro modo.

Además de sus aplicaciones cuantitativas, la espectroscopia de emisión en llama también

es aplicable al análisis cualitativo. Los espectros completos son registrados con facilidad, mástarde, la identificación de los elementos presentes se basa sobre las longitudes de onda de lospicos, los cuales son exclusivos para cada elemento. En este sentido, la emisión en llama tieneuna clara ventaja sobre la absorción en llama, la cual no proporciona espectros completos deabsorción debido a la naturaleza discontinua de las fuentes de radiación que emplea.

EQUIPO:

Los instrumentos para el trabajo de emisión en llama son similares en diseño a losutilizados para la absorción en llama, excepto que en el primer caso la llama actúa comofuente de radiación; por consiguiente, es innecesario la lámpara de cátodo hueco y elChopper.





La solución problema es succionada por un atomizador que utiliza un combustible gaseoso y sealimenta a la llama en forma de rocío fino. La luz emitida se colecta por medio de un espejo y unlente y se hace pasar por un monocromador (prisma o red) o simplemente a través de un filtro. Laluz de la longitud de onda apropiada incide en un fotodetector y el medidor indica la magnitud de

la señal.

Reguladores de presión: Los reguladores de presión y los medidores de flujo, se instalan en laslíneas de gas para permitir un ajuste reproducible de las velocidades de flujo la de la proporciónde combustible y de gas oxidante.

Portamuestra: Recipiente cualquiera desde el cual la solución problema pasa a la llama o fuenteluminosa.

Para ello hay dos posiblilidades:

a) Aspiración directa (pulverizador directo) en una llama turbulenta.

b) Llama laminar: después de una previa dispersión en una pre-cámara (pulverización de pre-

cámara).

Fuente: la llama Puede alimentarse con distintas mezclas gaseosas (gas natural/aire;hidrógeno/oxígeno, etc.) y su temperatura depende de la composición, velocidad de flujo estándar,temperatura de los gases, manera de introducir la solución y forma del mechero.

La temperatura de la llama tiene gran influencia sobre los resultados de determinación. Si esdemasiado baja para la disociación de la sal, vaporización y atomización, las líneas que seobtendrán serán muy débiles. Una temperatura excesivamente alta, también tiene efectosdetrimentales, produciendo una pérdida de la intensidad de la luz emitida.

Sistema óptico: Su función es la de recoger las radiaciones que han pasado a través de las

ranuras y las enfoca sobre la superficie fotosensible del detector.

Monocromador: Aunque se pueden emplear un prisma o una red como monocromador,generalmente es suficiente con un filtro, debido a la simplicidad de los espectros de llama.

Detectores: Fotocélulas o fotomultiplicadores, debido a que las líneas de emisión caen en laregión UV-Visible y con ellos se obtiene mayor sensibilidad.

Instrumento de lectura: Es un galvanómetro de gran sensibilidad, generalmente poseen unaescala superior para K+ y otra inferior para Na+. Nos proporciona directamente la concentración.La concentración es conveniente expresarla en meq/L ó mg/L.

Fotómetros: Para el análisis de rutina de los metales alcalinos a menudo es suficiente lautilización de fotómetros simples de filtros. En estos casos se utiliza una llama de baja





temperatura para evitar la excitación de la mayoría de los demás metales. En consecuencia losespectros son simples, y se pueden utilizar filtros de interferencia para aislar la línea de emisiónque se desea. Algunos fabricantes de instrumentos construyen fotómetros de llama diseñados específicamentepara el análisis del sodio, potasio y litio en el suero sanguíneo y otras muestras de origenbiológico.

Aplicaciones analíticas:

Análisis Cualitativo: Es de importancia en la detección de elementos de los grupos I y IIde la tabla periódica. Método rápido, sencillo y bastante seguro si se opera con cuidado.Limitaciones:a) no se obtiene información sobre la estructura molecular, pero muy usado en análisis elemental.b) no detectan elementos que irradian: C, H2, Halógenos.

Análisis Cuantitativo: En la determinación cuantitativa de los elementos del grupo I.También otros elementos, pero con equipos de elevada resolución óptica.

Se introduce la muestra en la llama y se mide la intensidad de la radiación de la longitud de ondaadecuada.La concentración del metal se obtiene midiendo dicha intensidad por los siguientes métodos:a)Utilizando curva de calibrado: es el más utilizado.b)Método de adición estándar: la muestra se separa en varias alícuotas, una de ellas no se trata ya las otras se añaden cantidades conocidas del elemento a determinar, por ejemplo Na. Se midela intensidad por cada muestra y se representa frente a la cantidad de Na añadida a cada alícuota(método gráfico) o bien a través de cálculos.

Comparación entre los métodos de Absorción Atómica y de Emisión Atómica A fin de comparar, en los siguientes párrafos se enumeran las principales ventajas e

inconvenientes de los dos métodos más utilizados de espectroscopia de llama. Estas

comparaciones son aplicables a los espectrofotómetros corrientes que se adaptan fácilmente a la

determinación de numerosos elementos.

Inst rumentos: La principal ventaja de los procedimientos de emisión consiste en que lallama actúa como fuente. Por el contrario, los métodos de absorción necesitan de una lámparadiferente para cada elemento. Por otra parte, la calidad del monocromador de un instrumento deabsorción no tiene que ser tan alta para alcanzar el mismo grado de selectividad, debido a laestrechez de las líneas emitidas por la lámpara de cátodo hueco.

Habi l idad del operador: Los métodos de emisión requieren por lo general un mayor gradode habilidad por parte del operador, debido a la naturaleza critica de ajustes tales como la longitudde onda, la zona de la llama escogida y la relación combustible/oxidante.

Corrección del fondo : La corrección de los espectros de bandas que provienen de losconstituyentes de la muestra, se realiza con mayor facilidad y por lo general con másexactitud en los métodos de emisión.

Precisión y exact i tud: En manos de un operador experto, la incertidumbre esaproximadamente la misma para ambos procedimientos. Con personal menosentrenado, los métodos de absorción atómica presentan menos problemas.

Interferencias: Ambos métodos sufren interferencias químicas semejantes. Los

procedimientos de absorción atómica están menos sujetos a interferencias de líneasespectrales, aunque en los métodos de emisión este tipo de interferencias sereconocen y se evitan fácilmente.





GUÍA TEÓRICA

ESPECTROSCOPIA ATOMICA - FOTOMETRÍA DE LLAMA - ABSORCIÓNATÓMICA

1. Elaborar, con ayuda de la bibliografía, un Cuadro Comparativo lo más completo posible entreFotometría de llama y Absorción Atómica (fundamento, equipo, analitos, semejanzas, diferencias,etc.)

CUADRO COMPARATIVO

ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN ATOMICAESPECTROSCOPIA DE EMISIÓN ATOMICA:

Fotometria de Llama

PARTES DESCRIPCIÓN ESQUEMA PARTES DESCRIPCIÓN ESQUEMA





TRABAJO PRÁCTICO Nº 3

E S P E C T R O S C O P I A A T Ó M I C A

Mientras que la mayoría de las técnicas espectroscópicas se utilizan para el estudio y

caracterización de moléculas o iones en su entorno cristalino, la espectroscopía de emisión yabsorción atómica se usa casi exclusivamente para el análisis de átomos. La técnica resulta casiinsuperable como método de análisis elemental de metales, para la identificación y para ladeterminación cuantitativa de todos los elementos de la tabla periódica.Cuando la transición se produce desde el estado fundamental hasta un estado excitado del átomomediante la absorción de radiación de una determinada frecuencia (característica para cadaátomo), estamos en el caso de las técnicas de absorción. En el caso en que los átomos selleven previamente a un estado excitado y se mide la intensidad de la radiación emitida a lafrecuencia característica correspondiente a la transición desde el estado excitado al estadofundamental, hablamos de técnicas espectrofotométricas de emisión.

ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA (EAA)

La espectroscopía de absorción atómica es ampliamente utilizada en el laboratorio para ladeterminación de la mayoría de los metales.

Esta técnica está basada en el fenómeno de absorción de luz a longitudes de onda muydefinidas por parte de átomos vaporizados en estado de reposo. Las bandas de absorción sonmuy estrechas, por lo que el espectro de absorción de un átomo se define como espectro delíneas (0,001 a 0,01 nm).

El elemento en estudio es situado en una llama, donde es disociado de sus enlacesquímicos y, por ganancia de electrones, se sitúa en un estado atómico base, no excitado niionizado.

En este estado basal, el átomo es capaz de absorber la radiación emitida por una fuente

consistente en una lámpara de cátodo hueco, construida del metal a estudiar, y emite el “espectrode líneas” característico de éste. La longitud de onda de la energía radiante absorbida es la misma que sería emitida si el elemento se encontrase excitado.

La característica de interés en las medidas por absorción atómica es la cantidad de luz, ala longitud de onda seleccionada, que es absorbida, cuando la luz pasa a través de una nubeatómica.

Con ayuda de un monocromador, se selecciona la longitud de onda de interés, y se mide laatenuación de la luz incidente a su paso por la nube atómica. Esta atenuación es consecuencia delas interacciones de los fotones con los átomos en estado fundamental que se encuentran en elvapor atómico. A medida que el número de átomos se incrementa en el paso de luz, aumenta lacantidad de luz absorbida.

La nube de átomos requerida para las mediciones en absorción atómica es producida por

la adición de suficiente energía térmica a la muestra, para disociar los compuestos químicos enátomos libres. La aspiración de la solución de la muestra, dentro de la llama alineada con el rayode luz, sirve para ese propósito. Bajo condiciones apropiadas de llama, muchos de los átomospermanecerán en la forma de su estado fundamental, y serán capaces de absorber la longitud deonda apropiada proveniente de una fuente de luz.

Su facilidad y la velocidad a la que se pueden hacer determinaciones exactas y precisasutilizando esta técnica, han hecho que sea de amplia aplicación en la determinación de metales.

Se emplean espectrofotómetros de haz simple o de doble haz. Con los de doble haz seobtienen mejoras muy grandes en las lecturas.

Los espectrofotómetros de absorción atómica cuentan hoy en día con completosmicroprocesadores que facilitan la obtención de resultados, trabajando con curvas de calibración,incluso fuera de los límites de Iinearidad.

La Ley de Lambert - Beer es válida para relacionar la concentración de átomos en la llama con laabsorción de luz. De esta manera, se puede efectuar una determinación cuantitativa del analitopresente, midiendo la cantidad de luz absorbida.





InstrumentalLos espectrofotómetros de absorción atómica constan de:

1- Fuente de luz: Lámpara de cátodo hueco.2- Quemador o atomizador.3- Componentes fotométricos: rendijas, monocromador, detector

1- Fuen te: Lámpara de cátodo hu ecoEs la fuente de luz. Está diseñada para emitir el espectro atómico de un elemento.

Se utilizan lámparas específicas según el elemento a determinar. Está constituida por un

cátodo hueco formado del metal a medir, o una aleación apropiada de éste. El ánodo y el

cátodo se encuentran en un cilindro de vidrio sellado, y lleno de un gas inerte, normalmente

neón o argón a baja presión.

Tiene una ventana, de vidrio o cuarzo, que permite la transmisión de la luz. La lámpara

funciona de la siguiente manera: se suministra una corriente eléctrica al cátodo, que hace

que se liberen iones metálicos de éste y llenen la lámpara con el vapor atómico. Los átomos

del vapor se excitan por colisión con los átomos del vapor inerte, con la resultante excitación

electrónica; cuando regresan a su estado fundamental, emiten su energía radiantecaracterística (espectro de líneas). De esta forma, obtenemos una energía radiante de una

longitud de onda adecuada para ser absorbida por los átomos en estado de reposo que se

encuentren en la llama.

Habitualmente se emplea una lámpara para cada elemento, aunque hay lámparas para dos

o varios elementos, compuestas por aleaciones de los elementos de interés.

2- Atom izador (quemador):La determinación espectroscópica de especies atómicas sólo se puede llevar a cabo

dentro de un medio gaseoso, en el cual los átomos individuales están separados unos de losotros. Consecuentemente, el primer paso en todos los procedimientos espectroscópicos es laatomización, un proceso en el cual la muestra es volatilizada y descompuesta para producir un

gas atómico. Existen distintas formas de atomización.a) Atomización con llama: La finalidad de la llama es convertir la muestra en vapor atómico. El

quemador o mechero tiene por objeto colocar al elemento de estudio en un estado en el que

se produzca la absorción de luz. El combustible utilizando habitualmente es el acetileno, y se

trabaja con llamas de aire – acetileno. Se han empleado dos clases de quemadores:

Quemador de flujo turbulento, de consumo total: en este caso el nebulizador y elquemador están combinados en la misma unidad. La muestra es aspirada por un capilar ynebulizada por el efecto del flujo del gas alrededor del extremo del capilar.

Quemador de flujo laminar o de premezcla: la muestra es nebulizada por el flujo deoxidante, una vez pasado el extremo del capilar. El aerosol resultante se mezcla con elcombustible y pasa a través de una serie de deflectores, que eliminan las gotas que no sean muy

finas. Debido a estos deflectores la mayor parte de la muestra se reúne en el fondo de la cámarade mezcla, de donde se envía a un recolector de deshechos. El aerosol, el oxidante y elcombustible, se queman en la ranura de un quemador, que produce una llama que generalmentetiene 5 ó 10 cm de longitud.

En el quemador tienen lugar dos procesos: nebulización y atomización.Se aspira la muestra, se mezcla con los gases y se produce: 1. Nebulización, que tiene por objeto transformar la solución en un fino aerosol antes de

ser introducida en la llama.

2. Atomización: una vez en el interior de la llama, el solvente se evapora y deja en su

lugar pequeñas partículas microscópicas que se desintegran bajo la influencia del calor;

dando lugar así a la formación de átomos.

b) Atomización electrotérmica: El más empleado es el horno de grafito, que aporta mayor





sensibilidad que la llama y se emplea en la determinación de metales pesados, como el plomo.Utiliza cantidades mínimas de muestra con alta eficiencia. La muestra se inyecta en el interior deltubo de grafito y se le aplica luego una corriente de hasta 300 A. El grafito se calienta a altatemperatura, lo que vaporiza y atomiza la muestra. La luz de la lámpara de cátodo huecoatraviesa el tubo, donde es absorbida. c) Generador de vapor de hidruro: Es un método específico para determinados elementos(Hg, As, Se, etc) que permite mayor sensibilidad. Utiliza reacciones químicas para vaporizar alanalito como átomos o moléculas simples. Se hace reaccionar la muestra con hidrógeno nacientepara producir el hidruro metálico volátil (por ej. H3 As). En el método más aceptado actualmente, seutiliza el borhidruro de sodio como reductor. Esta fase gaseosa es enviada a la celda deabsorción, que es calentada por una llama aire-acetileno y el hidruro es atomizado.

El problema más crítico de mantenimiento de los espectrofotómetros de absorción atómica es elquemador y su nebulizador asociado. Es esencial trabajar con una llama estable, y se requiereun flujo de gas controlado, para el oxidante y el combustible.La cabeza del quemador debe estar limpia; esto es fundamental para la precisión y exactitud delanálisis. El mantenimiento de la cabeza del mechero es esencial, y debe cumplirse

escrupulosamente pues, de lo contrario, las constantes obstrucciones que se producen en lasranuras del mechero afectarán a la determinación.

3- Com ponen tes fo tométri co s Monocromadores: son del tipo de redes de difracción; tienen que ser de alta

calidad, pues deben seleccionar un haz de luz de la longitud de onda del estudio, sinperder una cantidad excesiva de luz.

Detectores: son del tipo fototubos, de gran sensibilidad para detectar la señal queles llegue.

- Fenómeno s de interferenciaEn las técnicas de absorción atómica existen fenómenos de interferencia que tienen gran

importancia en las determinaciones; se solucionan empleando distintos métodos, según lanaturaleza del fenómeno.e) Interf erenc ia q uím ica . Se produce cuando se forman ciertos compuestos que la llama nopuede disociar. Para arreglarlo, se añaden soluciones de elementos que desplazan el elementode interés de esas uniones químicas indeseables por mayor afinidad con el anión. Ejemplo: parala determinación de calcio, se añade una solución de lantano.f) Interferencia p or ionización . Se produce cuando los átomos de la llama están ionizados enlugar de estar en estado de reposo; en esta situación, no absorben energía incidente, y hay unaaparente disminución de concentración de la sustancia. Se puede corregir añadiendo un excesode una sustancia fácilmente ionizable, que provea de electrones libres al sistema. El exceso deelectrones hace que los átomos pasen del estado ionizado al de reposo, y sean capaces deabsorber energía. La interferencia se reduce también disminuyendo la temperatura de la llama de

aire-acetileno.g) Interferencia de la matr iz . Pueden originarse errores por diferencia en la imposición deestándares y muestras. Estos efectos se disminuyen procurando que las soluciones estándar y losproblemas sean lo más parecidos posible en su composición.h) Interferencia de emisión . Se produce cuando una parte apreciable de átomos en la llama seexcitan, y decaen luego a su estado fundamental emitiendo energía en su espectro de líneascaracterístico. Esta energía llega al detector, junto con la restante del proceso de absorción en lallama, y hace que aparezca que ha habido menos absorción, apareciendo, por tanto, la concentra-ción de elemento falsamente disminuida. Puede ser eliminada por el uso de un «chopper» ofragmentador del haz de luz que sale de la lámpara.





ESPECTROSCOPÍA DE EMISIÓN: FOTOMETRÍA DE LLAMA (EEA)

Cuando un átomo en su estado fundamental es sometido a la energía calorífica de una llama,sus electrones se excitan pasando a niveles superiores de energía. Los electrones son inestablesen ese estado excitado, y al volver a su estado inicial desprenden la energía en forma de luz.

La luz desprendida puede poseer distintas longitudes de onda (distintos niveles de energía olíneas del espectro) que son características de cada elemento, de modo que se selecciona para unelemento aquella longitud de onda en la que emite con mayor intensidad y tiene menosprobabilidad de que se presenten otras longitudes de onda muy cercanas que puedan interferir.

Los metales alcalinos (Li, Na, K) son los más fáciles de excitar en la llama de un mecheroordinario de laboratorio. En la práctica cuando se pone una solución de estos metales en contactocon una llama, cada uno da un color característico y distinto a esa llama: litio = rojo, sodio = -amarillo (598,3 nm), potasio = violeta (766,5 nm). Las longitudes de onda que corresponden a es-tos colores son las empleadas para la determinación de los iones correspondientes.

En condiciones constantes y controladas, la intensidad luminosa de la longitud de ondatípicamente producida por cada uno de los átomos resulta directamente proporcional al númerode átomos que emiten energía, lo cual es a su vez directamente proporcional a la concentración

del ion en la muestra.Conviene saber que en una solución de un ion, tan sólo se encuentra excitado en la llama del1 al 6%, siendo esta proporción la que emitirá energía. A pesar de que este porcentaje de átomosexcitados sea tan pequeño, la técnica tiene suficiente sensibilidad para la determinación de losmetales alcalinos en la mayoría de las determinaciones bioanalíticas.

Instrumental En esta técnica se utiliza el fenómeno de emisión; y si la comparamos con la de absorción, nosencontramos ante un espectrofotómetro en el cual la fuente de luz se ha sustituido por la llama,donde los elementos excitados generan su radiación característica.El fotómetro de llama consta de:

1- Gases.

2- Aspirador y atomizador de la muestra.3- Componentes fotométricos.

1- GasesSuelen emplearse gas natural, acetileno, o propano con aire u oxígeno. Todos ellos funcionanbien, y difieren en la temperatura de la llama de cada uno de ellos, que incide en la sensibilidadque cada combinación proporciona.La elección de la llama (gases) depende de la temperatura que se desee. Para determinacionesde sodio y potasio es suficiente el propano-aire.Es esencial que la temperatura de la llama se mantenga constante, para lo cual se precisanreguladores que mantengan un flujo constante de gas.

2- Atom izador y l lamaTiene como función disgregar la solución problema en pequeñas gotas, para que los átomosabsorban la energía térmica de la llama y

se exciten. La solución suele entrar a gran velocidad ychoca con las paredes de una cámara, disgregándose en finas gotas.La variable más importante de la llama es su temperatura. En los fotómetros de llama serequiere una constante estandarización, ya que los cambios térmicos afectan a la respuesta delinstrumento. Por ello, es práctica común la existencia de un período de calentamiento, y laaspiración de agua y soluciones estándar antes de las mediciones, hasta que se establece elequilibrio térmico en la llama y en la cámara de atomización. Además, se introducencomprobaciones con estándares de valor conocido entre las determinaciones.

3- Com po nen tes fo tométri co sLas rendijas, monocromadores y detectores tienen la misma función que en laespectrofotometría de absorción.





Los monocromadores deben ser de alta calidad, para seleccionar adecuadamente la longitudde onda de interés y hacerla pasar al detector. Deben tener un paso de banda losuficientemente estrecho como para seleccionar la longitud de onda de interés con suficienteintensidad, evitando a su vez la interferencia de todas las emisiones producidas en la llamapor elementos no iónicos.

Los fotómetros de llama pueden ser de dos tipos:- Directos . Se emplea la intensidad de luz emitida como medida de la concentración.- Con estánd ar in tern o . La intensidad de la emisión del elemento a determinar se comparacon la de un elemento agregado como estándar interno. Se puede emplear como estándar internolitio o cesio. El litio se emplea para determinaciones de sodio y potasio, y el cesio para ladeterminación de litio, sodio y potasio.

Aparte de las consideraciones ya hechas, y basándonos en ellas, conviene hacer hincapié en quela fotometría de llama está enormemente sujeta a todos aquellos factores que dependen de lacorrecta entrada de la muestra en la llama (aspiración y atomización), y del mantenimiento de unallama de características constantes.

Por ello, se impone una vigilancia estrecha de todos los componentes del instrumento queparticipan en esta primera fase:- Mantener limpio y libre de obstrucciones el mecanismo de aspiración.- Mantener limpia la cámara de atomización.- Vigilar los gases y su presión constante de salida.- Mantener el quemador limpio para conseguir una llama homogénea.Los fallos iniciales en la precisión y exactitud en las medidas están causados, muy probablementepor un deficiente mantenimiento de estos componentes.Los componentes espectrofotométricos requieren igual consideración que los pertenecientes alos espectrofotómetros de absorción.

En la siguiente figura se compara un esquema de espectrofotómetro de emisión de llama (a) y deabsorción atómica (b).





Experiencias a realizar

a- ABSORCIÓN ATÓMICA

Determinación de Zn

Objetivo: Cuantificar las trazas de Zn en conserva de tomate y agua de la canilla.Fundamento: Los productos alimenticios frescos poseen microorganismos que alteran susestructuras. En los envases herméticos se destruyen por calor los microorganismos impidiéndosela reinfección, sin embargo, algunos compuestos quedan activos después del tratamiento.Procedimiento: Tomate : Se debe someter la muestra, previo a su análisis, a una digestión seca.

Se pesa 5 gr. De muestra perfectamente homogenizada. Se seca, se calcina en mechero y selleva a mufla a 500-550ºC, hasta desaparición del carbón.

Se disuelven las cenizas con 2 mL de HCl (1:1), se vuelve a llevar a sequedad y nuevamentese le agrega ácido, se calienta y se retoma en matraz de 50 mL lavando bien el crisol. Se enfría yenrasa.

Se realizan las lecturas en el espectrofotómetro de absorción atómica haciendo diluciones sifuera necesario para entrar en el rango de la curva de calibración.

Para hacer la gráfica de calibración utilizar estándares (soluciones de trabajo) preparados apartir de una solución madre de 1 g/L.

El resultado se expresa en ppm (mg de Zn por Kg de muestra).

Agua: No es necesario hacer tratamiento previo de la muestra. Se la atomiza, llega a la llama,se

disocia en átomos y al pasar la radiación de resonancia del Zn medimos la cantidad de luzabsorbida y calculamos su concentración.

b- EMISIÓN ATÓMICA: FOTOMETRÍA DE LLAMA1- Determinación de Sodio

Fundamento:Las soluciones de sales de sodio atomizadas y sometidas a la acción de la llama emiten luz de590 milimicrones, cuya intensidad depende de la concentración. Si el aparato trabaja con filtrocoloreado, es conveniente eliminar el Ca. Es recomendable efectuar las diluciones necesariaspara entrar dentro de la escala del aparato a utilizar, siendo las mismas vecinas a 1 meq/L deNa+ ó 25 mg/L.Reactivos:

- Solución patrón A de NaCl 0,1 N (100 meq/L). Disolver 0,5850 g de la droga gradoanalítico desecada a 130º C, llevar a volumen en matraz de 100 mL.

- Solución patrón de 25 meq/L: Tomar 25 ml de la solución patrón A y llevar a 100 mL.- Solución patrón de 50 meq/L: Tomar 50 ml de la solución patrón A y llevar a 100 mL.

Técnica:- Calibrar el fotómetro de llama.- Medir la intensidad de emisión de la muestra problema. (De ser necesario, realizar una

dilución adecuada de la muestra).

Resultado: Expresar la concentración de Na+ en meq/L y en mg/L.Ejemplo: Si se midió 10 mL de la muestra (dilución 1:10)

- La lectura dio 1,15 meq/L. - Para expresarlo en mg/l:Na+ en meq/L ------ 1,15 x 10 1 meq-g de Na ----- 23 mgNa+ en meq/L ------ 11,5 meq/L Na+ en mg/L ------ 11,5 x 23 = 264,5 mg/L





2- Determinación de Potasio

Fundamento: Las disoluciones de sales potásicas al ser pulverizadas y sometidas a la acción de la llama,se disocian liberándose los respectivos átomos, los cuáles en parte son excitados y emiten

radiación de determinada longitud de onda, en este caso de 767 m.Cuando las soluciones son suficientemente diluidas, la intensidad de la emisión es función dela concentración y puede medirse con un galvanómetro.En el caso de las aguas de Mendoza, la lectura es directa (no es necesario realizardiluciones) ya que este elemento se encuentra en bajas concentraciones.

Reactivos:- Solución patrón A de KCl 800 ppm. Disolver 1,5260 g de la droga grado analítico desecada

a 130º C, llevar a volumen en matraz de 1.000 mL.- Solución patrón de 80 ppm: Tomar 10 mL de la solución patrón A y llevar a 100 mL.- Solución patrón de 40 ppm: Tomar 5 mL de la solución patrón A y llevar a 100 mL.

Técnica:- Calibrar el fotómetro de llama.- Medir la intensidad de emisión de la muestra problema.

Resultado: Expresar la concentración de K+ en meq/L y en mg/L.





EJERCITACIÓN

MÉTODOS DE CALIBRACIÓNPara recordar

Calibrar: es determinar la relación entre la concentración del analito y la respuesta del instrumento.

Método de la adición estándar:

Método del estándar interno:

I x = K . Cx

I T = K . ( Cs + Cx)

Cx = Cs Ix Vs (I T - I x ) Vx

Referencias:

I x =Intensidad emitida por la muestra.I T = Intensidad emitida TotalCx = concentración de la muestra.Cs = concentración del estándar.Vs = volúmen del estándar.Vx = volúmen de la muestra

Relación de respuestas: Ix Is

Métodos decalibración

Estándares

Externo

Estándares

Interno

AdiciónEstándar

Estándar

Interno

Se analizan distintas concentraciones de un estándar

en forma separada de la muestra.

Cantidades fijas de estándar añadidas a la

muestra, midiendo la respuesta después de cada

adición. (*)

Se adiciona a cantidades crecientes de analito (Cx)

un estándar interno (Cs) en cantidades iguales, con

propiedades químicas y electrónicas similares al

metal analizado.

Luego se obtienen las respuestas del analito

buscado y del estándar interno, se hace un

cociente entre las respuestas Ix / Is y luego se

grafica.





RESOLVER:

1- EL contenido en sodio de un suero de leche dio una señal de 42,7 unidades de intensidad enun análisis por emisión atómica. A continuación se añadieron 5 ml de NaCl 2,08 M a 95 mL desuero de leche. Este suero enriquecido dio una señal de 79,8 unidades de intensidad. Hallar laconcentración original de sodio en el suero.

R: 0,125 M2-Se determinó un compuesto Na en una muestra por fotometría de llama, se empleó el métododel estándar interno, agregando cantidades crecientes del analito Na y cantidades iguales delestándar Li , los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla :

Volúmende muestra

Cantidadescrecientes de Na

Cantidad constantede patrón interno Li

Intensidad

de Na

Intensidad

de Li Ix /Is

10 mL 0 ppm 2 ppm 28,7 8,1

10 mL 1 ppm 2 ppm 8,1 8,1

10 mL 2 ppm 2 ppm 12,9 8,5

10 mL 4 ppm 2 ppm 19,1 7,6

10 mL 6 ppm 2 ppm 30,9 8,1

Calcular la concentración de Cx de la muestra cuyas respuestas fueron 28,7 para Cx y de 8,1para C. Utilizando el método gráfico.

R= 5,5 ppm3- Al utilizar el método del estándar externo para una determinación de Mg, se han obtenido lossiguientes datos:

microgramo deMg / mL Emisión Relativa

blanco 0

10 0,29820 0,469

30 0,652

Problema 0,510

Calcular la concentración de Mg de la muestra en g de Mg / mL :a) Utilizando la curva de calibración.

R= 22 g/mL de Mg

4-Se toman de la disolución original 3 (tres) alícuotas de 10 mL. A la primera alícuota no se leañade nada, a la segunda se añade 10 L y a la tercera 20 L de la solución de Cloruro de cobreestándar de 300 ppm.

Lo enunciado se resume en la siguiente tabla: Alícuota de 10 mL Volumen de 3 00 ppm

Cu+2

añadido (L)

Respuesta Instrumento Concentración final deCu

+2 ( ppm)

1 0 0,45

2 10 0,74

3 20 0,98

a) Expresar las concentraciones finales de cobre añadido en ppm en la alícuota 2 y 3.b) Realizar la gráfica correspondiente sabiendo que la respuesta del instrumento fue de 0,45;

0,74 y 0,98 respectivamente.c) Obtener el contenido de Cobre en la muestra, expresado en ppm (p/v).

R= 0,5 ppm Cu+2




23 |

5-En la determinación de Pb en una harina de pescado contaminada se pesa 5 g de muestra. Seaplicó digestión con ácidos y se llevó a sequedad. Luego se diluyó hasta10 ml y se midió laabsorbancia obteniendo un valor de 0,012. En la tabla siguiente se presentan los datos de la curvade calibración realizada.

Pb µg/L Abs0,011 0,001

0,025 0,005

0,042 0,009

0,084 0,02

a) Determine la concentración de plomo mediante una grafica y exprese el resultado obtenidoen µg/L de Pb.

b) Calcule la concentración de Pb en la muestra en g Pb/kg de harina y en g Pb % g deharina.

R: a) 0,05 µg/L de Pb. b) 1x 10-7 g Pb/kg de harina; 1x 10-8 g% g de harina

capitulo 4 espectroscopía de absorción atómica_.pdf

Documents