Metodología de Emisión Atómica

METODOLOGÍA DE EMISIÓN ATÓMICA
La radiación procedente de las emisiones atómicas contiene líneas
características de todos o de casi todos los elementos de la muestra, sin que influya
para ello el método utilizado en la atomización de la misma. Las líneas más
habitualmente utilizadas se muestran en la figura 1. Es posible, por tanto, determinar
varios elementos de forma simultánea. La espectrometría de emisión es
intrínsecamente una técnica de análisis simultánea multielemental.
Para determinar la composición elemental, tiene que medirse la intensidad
de radiación para cada elemento a su longitud de onda. Se pueden utilizar tanto la
detección simultánea como la secuencial. La detección simultánea se apoya en los
policromadores, mientras que la detección secuencial se basa en barrer la región
espectral de interés mientras la muestra se introduce a velocidad constante en el
atomizador.
Con el equipo más sofisticado, pueden determinarse simultáneamente hasta 70
elementos químicos en un solo experimento y con precisiones del 1-3%. Los métodos
de emisión atómica pueden utilizarse para análisis elemental a concentraciones de
analito desde el 100% hasta ppm o ppb, dependiendo del elemento, de la matriz, y del
modo de excitación térmica empleada. Sin embargo, debido a los límites del intervalo
dinámico de cualquier instrumento fotómetro, no es nada probable que puedan
determinarse simultáneamente niveles mayoritarios o de trazas.
Como en cualquier técnica en la que se realizan determinaciones
multielementales, las condiciones experimentales óptimas difieren para cada
elemento. Los elementos muestran diferencias en la atomización dependiendo de sus
energías de enlace en la matriz de la muestra. Se prevé que algunos elementos se
atomicen rápidamente mientras que otros lo hagan más despacio. Por ejemplo, en una
antorcha ICP, los elementos fácilmente atomizables aparecerán más cerca de la base
de la antorcha, donde comienza el calentamiento. El efecto se puede ver
experimentalmente comprobando el espectro de una serie simple frente a la altura. Un
ejemplo se muestra en la figura 2. Las intensidades relativas de las emisiones del
fósforo atómico (P) y del cobre ionizado simple difieren significativamente a distintas
alturas del plasma. En otras palabras, las condiciones optimizadas para la
cuantificación de un elemento no suelen ser las mejores para los demás elementos
presentes.
Figura Nº 01. Tabla periódica de longitudes de onda para la espectrometría de absorción y emisión.
La presencia de un punto indica que los elementos son aptos para su análisis por activación neutrónica. Los
elementos no aptos para su análisis por absorción, emisión o activación neutrónica, aparecen sombreados.
Figura 2. Medida de la emisión producida a tres alturas diferentes del plasma de una antorcha
de ICP. Las distintas intensidades de los picos surgen de las diferencias cinéticas de
los gases y del equilibrio del P y Cu. Las líneas de emisión se deben al P(I) a
213.618nm y del Cu (II) a 213.nm (Ref. Xu J. Kawaguchi 1982 Appl. Spec. 37, 123).
¿Qué más nos dicen estos resultados? Vemos más directamente que incluso la
altura de observación de una antorcha ICP es un factor que contribuye a la
obtención de sensibilidades mayores. Incluso más importante, deducir algunos
de los mecanismos químicos por los que el plasma contribuye al ruido en el
análisis. Efectivamente, cualquier cambio en los caudales de gas, en la potencia
de radiofrecuencia y en la temperatura puede modificar las especies químicas y
sus emisiones en el volumen de toma de datos del detector. Cuando estos
cambios son al azar en el tiempo, los cambios químicos contribuyen
directamente en la interferencia. Como resultado, los límites de detección y de
precisión dependen directamente de la estabilidad del plasma en el reacción.
La espectrometría de emisión es intrínsecamente una técnica multielemental. La
fuente emisora tiene que tener una temperatura muy estable para obtener la
mejor precisión. Por otro lado la temperatura debe ser tan constante como sea
posible en todo el volumen de la fuente emisora para limitar los efectos de
autoabsorción. Asimismo, como indicamos anteriormente, fuentes más calientes
normalmente producen una atomización más completa. Como consecuencia, en
espectrometría de emisión, se prefiere una fuente de plasma a una fuente de
llama porque las fuentes de plasma son más calientes y de temperatura más
homogénea que las fuentes de llama. El mayor problema de la espectrometría de
emisión es la interferencia espectral. De todas formas, gracias a las posibilidades
de detección multicanal de datos que ofrece la tecnología moderna es posible
medir simultáneamente casi todas las longitudes de onda, tanto de las mejores
líneas atómicas como de las de emisión de fondo. Después, utilizando
intensidades de pico relativas ya conocidas, pueden determinarse las
interferencias que están presentes simplemente por sustracción.
ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA
FUNDAMENTOS
Mediante espectroscopía de absorción atómica es posible determinar de forma
cuantitativa la mayoría de los elementos de la tabla periódica a niveles de traza.
Esta técnica se basa en la medida de la radiación absorbida por los átomos libres en su
estado fundamental. En este proceso el átomo pasa desde un estado energético
inferior a otro superior. Para que esto ocurra es necesario suministrar energía de una
longitud de onda específica del elemento al cual se quiere excitar. La fuente de
radiación consiste en una lámpara que contiene un cátodo del elemento que se
pretende analizar. Este cátodo emite las radiaciones típicas de ese elemento. Al hacer
incidir esta radiación a través de la muestra, los átomos absorberán parte de la energía
emitida. La diferencia entre la energía incidente y la transmitida se recoge en un
detector, permitiendo realizar una determinación cuantitativa del elemento.
El sistema de obtención de átomos en estado fundamental de la muestra consiste en
un nebulizador que transporta la muestra a un sistema energético, llama, donde se
suministra a las moléculas la energía necesaria para romper los enlaces y obtener
átomos en estado fundamental
APLICACIONES
La Absorción Atómica es una técnica capaz de detectar y determinar cuantitativamente
la mayoría de los elementos del Sistema Periódico, pudiéndose analizar una amplia
variedad de tipos de muestra.
Agricultura y alimentos
Análisis de suelos, fertilizantes, materias vegetales, alimentos, etc
Biología y clínica
Determinación de elementos tóxicos en orina, sangre, heces, leche materna.
Análisis de tejidos animales
Geología
Análisis de suelos, sedimentos y rocas.
Aguas
Análisis de aguas continentales, potables, vertido, salmueras y aguas de mar
EQUIPAMIENTO



Llama (aire/acetileno y nitroso/acetileno).
Horno de Grafito mod. HGA-700 con un inyector automático de muestras modelo AS70.
Generador de Hidruros modelo MHS-10.
Lámparas de cátodo hueco disponibles: As, B, Cd, Hg, K, Mo, Pb, Pt, Sb, Se, Si, Sn, Sr,
Ti, V, W, Zn.
REQUISITOS DE LAS MUESTRAS

Las muestras se proporcionarán en disolución acuosa, aciduladas con HNO3 2%, bien
tapadas y filtradas, junto con la hoja de solicitud.

Las muestras se entregarán en mano al responsable de la técnica.

No se admitirán muestras que contengan ácido fluorhídrico, ya que se podrían dañar
partes internas del equipo.

Cuando se requiera el análisis de muestras con matriz compleja se indicará en la hoja
de solicitud. El responsable del equipo decidirá si el análisis se lleva a cabo o no.

El contenido en sólidos disueltos totales (TDS) no superará las 2000 ppm.

Las muestras a analizar se entregarán en tubos de 10ml.

Las muestras que no se recojan en el plazo de diez días serán desechadas en el
contenedor adecuado.