Atomización de la Muestra en Espectroscopía: Métodos, Tipos de Quemadores e Interferencias

Atomización de la Muestra

Métodos de atomización: llama, vaporización electrotérmica, plasma de argón, arco eléctrico y chispa eléctrica.

Atomización por llama

La disolución de la muestra se nebuliza mediante un flujo de gas oxidante mezclado con el gas combustible, y se transporta a una llama donde se produce la atomización.

Etapas del proceso

Vaporización de la sal seca, disociación, excitación, ionización y combinación.

Combustibles y oxidantes

• Combustibles: gas natural, H₂ y acetileno.
• Oxidantes: aire, O₂ y NO₂.

Forma de la llama

La zona más adecuada de la llama para realizar los análisis es la intermedia (interconal). Las llamas más caloríficas son las de H₂ mezclado con cianógeno o acetileno. Si la llama es muy energética, la muestra se ioniza produciendo una especie distinta a la que se quiere analizar. Esta ionización puede evitarse tamponando el medio con otra sustancia fácilmente ionizable, evitando cambios de pH y movimientos del analito.

Tipos de quemadores

• De flujo laminar: cámara de premezcla; combustible, oxidante y muestra se mezclan previamente a la combustión.
• De flujo turbulento: vías independientes, más rápido; se utiliza como quemador en la emisión atómica. Presenta peligro de reabsorción.

Atomización electrotérmica

Se realiza en cámara de grafito o cinta de tantalio. Presenta una atomización más rápida, un tiempo de permanencia más largo y una mayor sensibilidad.

Interferencias

• Espectrales: toda radiación que alcanza el detector y no procede del analito, sino de otra fuente o de una impureza.
• Químicas: producen una disminución de los átomos libres en la llama y se deben a la formación de compuestos químicos.
• Físicas: alteraciones físicas en la disolución.
• Ruido de fondo: radiación que incide en el detector y no proviene del analito; normalmente proviene de la llama. Podría eliminarse fácilmente con un sistema de doble haz.

Espectroscopía de Absorción Atómica

En la absorción atómica, la cantidad de luz detectada después de pasar a través de la llama determina la cantidad de analito en la muestra. El método del horno de grafito también puede analizar algunas muestras sólidas o semisólidas, debido a su buena sensibilidad y selectividad, siendo todavía un método de análisis muy utilizado. Esta técnica no es válida para metales alcalinos y alcalinotérreos, ya que se excitan con mucha facilidad.

Espectroscopía de Emisión

Tipos de emisión:

• Emisión a partir de una excitación electromagnética.
• Emisión a partir de una excitación térmica.
• Emisión a partir de una excitación eléctrica.

Espectroscopía de emisión por llama

Método basado en la atomización del analito en matriz acuosa, que utiliza comúnmente un quemador de flujo turbulento. Emplea la llama como fuente de excitación y un fotodetector electrónico. Solo es válido para metales alcalinos y alcalinotérreos.

Espectroscopía de emisión con atomización por plasma

Utiliza el plasma en lugar de la llama. El plasma es el estado que adquiere la materia al aplicarle mucha energía. Pueden darse procesos de fluorescencia atómica si la emisión tarda (poco habitual).

Diferencias entre Absorción Atómica (AA) y Emisión Atómica (EA)

• Absorción atómica (AA): la transición se produce desde el estado fundamental hasta un estado excitado del átomo mediante la absorción de radiación de una determinada frecuencia. La sensibilidad depende del número de átomos que se encuentran en el estado fundamental. Presenta menos interferencias y es más simple.
• Emisión atómica (EA): los átomos se llevan previamente a un estado excitado y se mide la intensidad de la radiación emitida a la frecuencia característica (correspondiente a la transición desde el estado excitado al fundamental). La sensibilidad es proporcional al número de átomos que se encuentran en el estado excitado. Es menos sensible que la absorción.