Espectroscopía de Absorción Atómica y Espectroscopía de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP)

Espectroscopía de Absorción Atómica

Monocromador

Es necesario para eliminar la radiación de la llama, no elimina la emisión de la llama en la λ interesada, ni la emisión de los átomos que fueron excitados por la llama y que es de la misma λ por ser el mismo elemento. Para corregir esto la intensidad de la fuente se hace fluctuar a una frecuencia constante interponiendo un disco circular (modulador) entre la fuente y la llama.

Detectores

Constituidos por fototubos y fotomultiplicadores. Cuando se mide absorción atómica, el detector debe discriminar entre dos señales: la que proviene de la fuente y la que proviene de la llama. La llama sirve de porta-muestra y emite radiaciones que interfieren con el análisis.

Interferencias

De Matriz

Se deben a cambios en las propiedades físicas (viscosidad, densidad) en la disolución del analito y en los patrones, los cuales pueden afectar al proceso de nebulización. Pueden evitarse procurando que las propiedades físicas y la matriz sea la misma en la muestra y en los patrones. También utilizando el método de adición estándar o operando con disoluciones más diluidas.

Químicas

Por la presencia de componentes que forman compuestos térmicamente estables con el analito, que dificultan la absorción. Para evitarla utilizar una llama más caliente, empleando agentes liberadores (La o Sr), o empleando agentes complejantes (EDTA).

Por Ionización

Formación de iones en la llama por exceso de energía, que disminuye el número de átomos en estado fundamental. Para evitarla añadir un exceso de un elemento fácil de ionizar, que da un gran nº de e^- libres en la llama, como por ejemplo el Kcl.

Espectrales

No suelen ser habituales. Otros metales, selección de otra λ – Otras moléculas, eliminación de las mismas – Absorción debida al fondo: Lámpara UV, Dispositivo Zeeman.

Aplicaciones

Más de 70 elementos, en campos muy diversos:

• Bioquímica y toxicología
• Agricultura
• Aguas naturales y residuales.

Modos de Operar

• Curva de calibración: Hay que hacer con patrones una curva que cubra el intervalo de concentraciones que se encuentran en la muestra.
• Método de adición estándar: Muy útil para contrarrestar las interferencias químicas y espectrales.

Etapas

• Preparación de la muestra (muestra en disolución)
• Selección de longitud de onda (adecuada para cada elemento)
• Calibración (método de adición estándar cuando los patrones tiene la misma matriz que la muestra y para eliminar interferencias hay que añadir los patrones)
• Medida (mismas condiciones en las que se hizo el calibrado, con los mismos reactivos.)

Preparación

• Introducir la misma cantidad de analito en distintos matraces aforados
• Añadir distintos volúmenes de una solución patrón a n-1 matraces
• Enrasar los matraces
• Hacer las medidas.

Espectroscopía de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP)

Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP)

Son las más usadas en Espectroscopia de emisión atómica. Plasma: mezcla gaseosa conductora de la electricidad con cationes y electrones. Fuentes principales de plasma:

• Plasma de acoplamiento inductivo (ICP)
• Plasma de corriente continua (DCP)
• Plasma inducido por microondas (MIP).

Aplicaciones

Las líneas de emisión obtenidas con un ICP son útiles en análisis cualitativo y cuantitativo.

• Todos los elementos, salvo:
  • B, P, N, S y C, líneas de emisión por debajo de 180 nm, zona en la que absorben los componentes atmosféricos. Se necesita un espectrómetro de vacío.
  • Metales alcalinos, no dan buenos resultados.
• Determinación de unos 60 elementos, en cualquier campo: aguas, alimentos. Gran estabilidad, bajo ruido, poca radiación de fondo y ausencia de interferencias.

Ventajas

• Temperaturas más elevadas, menor interferencia entre elementos.
• Se pueden registrar simultáneamente espectros para docenas de elementos. Permite el un análisis multielemental.
• Determinación de elementos muy refractarios
• Determinación de no metales: Cl, Br, I y S
• Intervalos de trabajo de varios órdenes de magnitud.

Desventajas

• Equipos más complejos (y caros).
• Necesidad de detectores ópticos de mayor resolución (encarecen el equipo).
• Necesidad de mayor cualificación del operador.
• Mayores costes de operación.