Espectroscopia de Absorción Atómica: Fundamentos, Modulación y Aplicaciones Clave

Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS): Fundamentos y Técnicas

La Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS) es una técnica fundamental en la química analítica para la determinación cuantitativa de elementos metálicos. Se basa en la absorción de radiación por átomos en estado libre, lo que permite una alta sensibilidad y precisión en diversas matrices.

Modulación de la Fuente en FAAS

En un instrumento de Espectroscopia de Absorción Atómica de Llama (FAAS) típico, es crucial eliminar las interferencias producidas por:

• La emisión de radiación por la propia llama.
• La emisión de radiación por los átomos del analito que han pasado a estado excitado por efecto de la temperatura.

Ambos fenómenos dan lugar a una señal de fondo que debe corregirse para evitar errores en la cuantificación. Para corregir esta señal de fondo, es necesario modular la salida de la fuente de radiación para que su intensidad oscile a una frecuencia constante. Esto se puede conseguir con una fuente de pulsos o utilizando un cortador. De esta forma, el detector recibe dos tipos de señal: una alternante que procede de la fuente y otra continua que procede de la llama.

Métodos de Modulación

Modulación por Cortador (Chopper)

Una forma sencilla y muy efectiva de modular la emisión de la fuente es interponer en el haz, entre la fuente y la llama, un disco metálico circular, conocido como cortador o chopper. A este disco se le han eliminado cuadrantes de forma alterna para permitir el paso intermitente de la luz. La rotación del disco a una velocidad constante y conocida proporciona un haz intermitente cortado a la frecuencia deseada.

Modulación con Lámpara de Deuterio (D2)

Otra alternativa para la corrección de fondo es mediante el uso de una lámpara de deuterio. Esta técnica consiste en pasar la radiación emitida por una lámpara de deuterio (una fuente de banda ancha) a través de la llama, alternando con la fuente de cátodo hueco. Dado que el ancho de banda de la lámpara de D2 es muy grande, el analito solo absorbe una porción despreciable de la radiación procedente de esta lámpara.

De esta forma, la luz procedente de la fuente de cátodo hueco es absorbida por el analito (y también absorbida y dispersada en la llama), mientras que la luz procedente de la lámpara de D2 solo es absorbida y dispersada en la llama. La diferencia entre la absorbancia medida en ambos casos será la absorbancia debida exclusivamente al analito.

Características de los Métodos de Absorción Atómica (AAS)

La Espectroscopia de Absorción Atómica es un método de cuantificación basado en la absorción de radiación por átomos en estado libre.

Procedimiento Analítico

A la hora de plantearse la determinación de un analito por AAS, hay que considerar:

• Seleccionar la longitud de onda (λ) adecuada para las medidas.
• Tener en cuenta la sensibilidad necesaria en la medida y el intervalo de linealidad del método.

Consideraciones Específicas

En Llama:

• Tipo de llama a seleccionar.
• Ajustar la altura de la llama.

En Horno de Grafito:

• Temperatura óptima de atomización.

Las condiciones de trabajo están perfectamente establecidas para todos los elementos susceptibles de ser determinados por AAS. Se dispone de una base de datos muy completa que incluye la mayor parte de los metales de la Tabla Periódica. La precisión es buena (CV ± 0.5%) con un 1% de error relativo. La sensibilidad es igualmente buena, permitiendo la cuantificación a nivel de trazas.

Principales Aplicaciones de la Absorción Atómica (AAS)

La FAAS se utiliza ampliamente para determinar metales en distintos tipos de muestras. A continuación, se presentan algunos ejemplos:

Aplicaciones Industriales:

Determinación de metales en aleaciones para su identificación y control de calidad (ej., cobalto en aceros inoxidables). También se aplica en la determinación de metales en pinturas y polímeros con fines de seguridad y control de calidad.

Control Medioambiental:

Monitorización de aguas (fluviales, ríos, lagos, etc.) o muestras de suelo en proximidades a zonas industriales.

Aplicaciones en Farmacia y Medicina:

Determinación de metales en preparados farmacéuticos, así como en el análisis de metales en sangre, orina, entre otros fluidos biológicos.

Aplicaciones en Alimentación:

Determinación de la composición de metales en alimentos para garantizar la seguridad alimentaria y evaluar la composición nutricional.