Espectrofotometría
de absorción atómica
Es el método que permite determinar la concentración de
metales en una muestra. Pues en realidad, el nombre de espectrofotometría de
absorción atómica, comprende la implementación de dos métodos; la fotometría de
llama y la de absorción atómica, los cuales fueron unidos porque se dieron la
tarea de compararlos por la estrecha relación que tienen y como resultado obtuvieron que “la fotometría de llama, por su
sensibilidad es proporcional al número de átomos que se han excitado, mientras
que, en absorción atómica la sensibilidad depende del número de átomos que se
encuentran en el estado fundamental”. Por tanto podemos decir que los métodos
son complementarios ya que, la sensibilidad de cada uno de ellos es superior a
la del otro para determinados elementos. Por otra parte podemos destacar algo
muy importante, que los espectros de absorción atómica son líneas definidas
porque ellos no tienen subniveles de energía de vibración ni de rotación.
Esta técnica
consiste en llevar a un estado de excitación a las moléculas de una solución
acuosa mediante la aplicación de energía en forma térmica, por medio de una
llama de una combinación oxigeno-acetileno o bien de oxido nitroso acetileno,
la muestra a alta temperatura se irradia con una luz a la longitud de onda a la
cual el elemento en interés absorbe energía, para la implementación de esta
técnica se debe usar un espectrofotómetro de absorción atómica modernizado, el
cual permita entregar resultados en formato electrónico y elaborar reportes en
tiempos record, lo cual agiliza la toma de mediciones y permite evaluar
muchas muestras en poco tiempo,
resultados que anteriormente eran imprescindibles.
En la espectrofotometría de absorción atómica encontramos
la estructura de la llama que posee unas regiones muy importantes; la combustión primaria,
secundaria y la interconal, esta última es
la más rica en átomos libres y es la más utilizada. También hay que
tener en cuenta la temperatura, la cual se debe localizar aproximadamente 1 cm por encima de la zona de
combustión primaria. Los atomizadores de llama cumplen un papel muy
fundamental, ya que en ellos encontramos el aerosol formado por el flujo del
gas oxidante, se mezcla con el combustible y se pasa a través de una zona de
flectores que eliminan las gotitas que no sean muy finas. Como consecuencia de
la acción de estas, la mayor parte de la muestra se recoge en el fondo de una
cámara y se drena hacia un contenedor de desechos. El aerosol, el oxidante y el
combustible se queman en un mechero provisto de una ranura de 1 o 2 mm de ancho
por 5 ó 10 mm de longitud. Estos mecheros proporcionan una llama relativamente
estable y larga, estas propiedades aumentan la sensibilidad y la
reproducibilidad. Y por último no olvidar que los caudales de oxidante y
combustible constituyen variables importantes que requieren un control preciso,
que permita variar cada uno de ellos en un intervalo amplio y encontrar
experimentalmente las condiciones óptimas para la atomización.
Para la utilización de este método hay que tener en cuenta
la llama, pues esta nos permitirá obtener la mayor capacidad de reproducción de
la prueba, ya que en gran parte los espectros ayudan mucho a la obtención de
los resultados, los cuales por ser muy
sencillos permiten la réplica de dicha prueba, así que si se tiene un debido
control de las variables en una excitación por llama, obtendremos la
cuantificación de los elementos que
buscamos con el experimento.
De lo anterior podemos concluir que la espectrofotometría
de absorción atómica es un método muy útil que nos permite conocer propiedades, concentraciones y
características de átomos, consiste en la medición de las especies atómicas por
su absorción a una longitud de onda particular. La especie atómica se logra por
atomización de la muestra. La técnica de atomización más usada es la absorción
atómica con flama o llama, que nebuliza la muestra y luego la disemina en forma
de aerosol dentro de una llama de aire de acetileno u óxido nitroso-acetileno.
La absorción, emisión y fluorescencia de radiación electromagnética por
partículas atómicas como las que se emplean principalmente como son las
radiaciones del espectro ultravioleta (UV) visible y Rayos X.
Fuentes: http://www.quiminet.com/articulos/la-espectrometria-de-absorcion-atomica-31648.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia_de_absorci%C3%B3n_at%C3%B3mica_(AA)
Sincelejo,
21 de Febrero de 2012
Darly Garrido Bedoya
Estudiante Ing. Industrial 3er semestre
Espectrofotómetro de absorción
atómica
En
la actualidad la variedad de instrumentos que podemos utilizar es inmensa uno
de ellos y de gran utilidad al momento de realizar investigaciones sobre composición
de masas es el espectrofotómetro de absorción atómica, a continuación daremos a
conocer de forma muy breve que es este, también presentaremos cuáles son
sus principales utilidades y aplicaciones en la industria y la ingeniería.
Un espectrofotómetro es un instrumento usado en la análisis químico que
sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores
de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones y la
concentración o reacciones químicas que se miden en una muestra. También es
utilizado en los laboratorios de química para la cuantificación de sustancias y
microorganismos.
Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra.
La absorción atómica consiste en llevar a un estado de excitación a las moléculas de una solución acuosa mediante la aplicación de energía en forma térmica, por medio de una llama de una combinación oxigeno acetileno o bien de oxido nitroso acetileno, la muestra a alta temperatura se irradia con una luz a la longitud de onda a la cual el elemento en interés absorbe energía
Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra.
La absorción atómica consiste en llevar a un estado de excitación a las moléculas de una solución acuosa mediante la aplicación de energía en forma térmica, por medio de una llama de una combinación oxigeno acetileno o bien de oxido nitroso acetileno, la muestra a alta temperatura se irradia con una luz a la longitud de onda a la cual el elemento en interés absorbe energía
La absorción atómica sirve para detectar y determinar cuantitativamente
la mayoría de los elementos químicos, por lo que sus campos de aplicación son
variados. Este método se puede aplicar para la determinación de cientos de
metales tales como: antimonio, cadmio, calcio, cesio, cromo, cobalto, oro,
plomo, níquel, entre otros. Se emplea en análisis de aguas, suelo, alimentos y
la arqueología entre otros.
Las aplicaciones principales son:
· Dar información sobre la naturaleza de la sustancia en
la muestra
· Indicar indirectamente qué cantidad de la sustancia
que nos interesa está presente en la muestra
· Determinar la cantidad de concentración en una
solución de algún compuesto utilizando las fórmulas.
· Para la determinación de estructuras moleculares.
· La identificación de unidades estructurales
especificas ya que estas tienen distintos tipos de absorbencia (grupos
funcionales o isomerías).
Utilidades en ingeniería
En el análisis de aguas sirve para determinar los metales pesados tales
como cromo y plomo en aguas residuales. En el caso de los suelos, se puede
determinar la fertilidad de los mismos y la presencia de residuos de
plaguicidas.
En los análisis de alimentos, la absorción atómica puede ser utilizada para determinar la cantidad de potasio y sus derivados cobre, estaño y arsénico en productos como la leche en polvo, las frutas, etc.
En los análisis de alimentos, la absorción atómica puede ser utilizada para determinar la cantidad de potasio y sus derivados cobre, estaño y arsénico en productos como la leche en polvo, las frutas, etc.
http://centronuclear.galeon.com/absorcion.html
Sincelejo, 21 de Febrero de 2012
Jorge Bravo Madera
Estudiante Ing. Industrial 3er semestre
La espectrofotometría de absorción
atómica en la ingeniería industrial.
“Podríamos llamar espectrofotometría
molecular a materiales como, las bandas de absorción en las regiones del infrarrojo
y UV invisible, ya que son molecular poliatómicas.
Sin embargo, los átomos
individuales también absorben la radiación y llegan a estados de energía
electrónica excitados. Estos espectros de absorción son más sencillos que los
espectros moleculares debido a que los estados de energía electrónicas no
tienen subniveles de energía de vibración rotacional. Por esta razón los
espectros de absorción atómica son líneas mucho más definidas que las bandas
que se observan en la espectroscopia molecular”.
“Así mismo hay distintas
técnicas de espectrofotometría de absorción atómica como por ejemplo.
La espectroscopia de absorción atómica (AAS) se basa en el principio de que
los átomos libres en estado fundamental pueden absorber la luz a una cierta
longitud de onda.
La absorción es específica, por lo que cada elemento absorbe a longitudes
de ondas únicas.
La fuente más común que proporciona la luz que absorben los átomos para las
mediciones, es la lámpara de cátodo hueco.
Se necesita calor para gasificar la muestra; este se genera desde una llama
u horno de grafito.
Un fotomultiplicador convierte la luz en señales eléctricas.
AAS es una técnica analítica aplicable al análisis de trazas de elementos
metálicos en minerales, muestras biológicas, metalúrgicas, farmacéuticas,
aguas, alimentos y de medio ambiente”.
Para los ingenieros
industriales uno de los campos de trabajo es el control de calidad, así mismo
un ingeniero industrial es capaz de hacer diagnóstico, diseños, para mejorar la
producción, para todo esto que es capaz de hacer un ingeniero industrial es muy
útil “La espectroscopia de absorción atómica” ya que este método se encarga de
medir la longitud de ondas en un proceso metalúrgicos para acelerarlo o
retrasarlo para obtener una reacción mas armoniosa y que tenga como resultado
una mayor cantidad de productos con una cantidad menor de reactivos. Los
ingenieros industriales podrían utilizar este método para optimizar su trabajo
en la industria haciendo más efectiva la reacción, sin tener que lastimar el
ambiente ya que este método de “La espectro otoscopia de absorción atómica” es
un proceso que cuida al 100% la atmosfera y el medio ambiente en general, es
por esto que también es muy útiles para los ingenieros químicos y los
ingenieros ambientales.
Pero
la anterior no es la única técnica espectroscópica existente y que se podría
adaptar sin ningún problema en la industria existe también el ICP, que es una
técnica que se basa en determinar la concentración de trazas de elementos,
basada en la espectrometría de emisión atómica, para los ingenieros industriales
esta técnica sería más fácil de manejar ya que para disociar las moléculas en átomos
libres de utilizan hornos o descargas eléctricas o de plasma, otra ventaja de
este método es que permite identificar durante el proceso no metales, como cloro,
bromo, yodo y azufre.
Pero el plasma no ha sido el único método que pueden utilizar los
ingenieros, también existe “La emisión atómica por arco eléctrico” que como su
nombre lo indica requieren el uso de arcos eléctricos, obtenidos entre dos
electrodos, y de técnicas de chispa pero se utilizan más que todo en análisis
industrial semicuantitativo.
“Existen más tipos de espectrofotometría como La espectrometría de masas
(MS) es un método de análisis que utiliza el movimiento de iones en campos
eléctricos y magnéticos para clasificarlos de acuerdo a su relación masa-carga.
Las sustancias químicas se identifican separando los iones gaseosos en
campos eléctricos y magnéticos; se obtiene de esta manera información sobre su
naturaleza, composición y estructura.
Los instrumentos usados en estos estudios se llaman espectrómetros de
masas, y constan de cuatro partes básicas:
- un sistema de manipuleo para introducir la muestra desconocida en el equipo;
- una fuente de ion, en la cual se produce un haz de partículas proveniente de la muestra; un analizador que separa partículas de acuerdo a la masa;
- y un detector, en el cuál los iones separados son recolectados y caracterizados”.
Este último proceso lo utilizarían los
ingenieros para aumentar la cantidad de producción en sus procesos con menos
recursos y mejorar así la economía para la empresa a la cual están prestando
sus servicios.
En conclusión todos estos procesos
anteriormente mencionados son de un gran beneficio para los ingenieros
industriales ya que optimizan su trabajo de manera que aseguran resultados
inmediatos en la producción y afianzan a los ingenieros como expertos en los
procesos industriales ya que dichos procesos además de ayudar en la industria
tienen la capacidad de no dañar el medio ambiente, antes por el contrario se
encarga de cuidarlo.
Sincelejo, 21 de Febrero de 2012
Daniela Brid Bertel
Estudiante Ing. Industrial 3er semestre
Espectrofotometría de absorción
atómica
La absorción atómica es una técnica capaz de detectar y
determinar cuantitativamente la mayoría de los elementos del sistema periódico.
Sus campos de aplicación son, por tanto, muy diversos. Este se puede aplicar para
la determinación de ciertos minerales tales como: antimonio, cadmio, calcio,
cesio, cromo, cobalto, oro, plomo, níquel, ente otros. Se emplea en el análisis
de aguas, suelos, bioquímica, toxicología, medicina, industria farmacéutica,
alimenticia, petroquímica, etc.
Este método consiste en la medición de las especies atómicas
por si absorción a una longitud de onda particular. La especie atómica se logra
por atomización de la muestra, siendo los distintos procedimientos utilizados
para llegar al estado fundamental del átomo lo que diferencia las técnicas y
accesorios utilizados. La técnica de atomización más usada es la de absorción
atómica con flama o llama, que nebuliza la muestra y luego la disemina en forma
de aerosol dentro de una llama de aire acetileno u oxido nitroso-acetileno.
En metalurgia, la absorción atómica es una técnica muy
útil ya que permite determinar diversos elementos en un amplio rango de
concentraciones. Las mayores dificultades radican en la puesta en solución de
aleaciones, la que se efectúa por ataque con ácidos fuertes, por ejemplo nítrico,
clorhídrico y perclórico. Se determinan normalmente Fe, Pb, Ni, Cr, Mn, Co, Sb,
etc. En rangos que van desde los 0.003% hasta 30%, en aleaciones con base Cu,
Zn, Al, Pb, Fe y Sn entre otras.
La AA (Absorción Atómica)
está basada en la atomización del analito en matriz líquida y que utiliza
comúnmente un nebulizador pre-quemador (o cámara de nebulización) para crear
una niebla de la muestra y un quemador con forma de ranura que da una llama con
una longitud de trayecto más larga, en caso de que la transmisión de energía
inicial al analito sea por el método "de llama". La niebla atómica es
desolvatada (separada molecularmente) y expuesta a una energía a una
determinada longitud de onda emitida ya sea por la dicha llama, ó una Lámpara
de Cátodo hueco construida con el mismo analito a determinar o una Lámpara de
Descarga de Electrones (EDL). Normalmente las curvas de calibración no cumplen
la Ley de Beer-Lambert en su estricto rigor. La temperatura de la
llama es lo bastante baja para que la llama de por sí no excite
los átomos de la muestra de su estado fundamental. El nebulizador y
la llama se usan para desolvatar y atomizar la muestra, pero la excitación de
los átomos del analito es hecha por el uso de lámparas que brillan a
través de la llama a diversas longitudes de onda para cada tipo de analito.
En AA la cantidad de luz
absorbida después de pasar a través de la llama determina la cantidad de
analito existente en la muestra. Hoy día se utiliza frecuentemente
una mufla de grafito (u horno de grafito) para calentar la muestra a
fin de desolvatarla y atomizarla, aumentando la sensibilidad. El método del
horno de grafito puede también analizar algunas muestras sólidas o
semisólidas. Debido a su buena sensibilidad y selectividad, sigue siendo un
método de análisis comúnmente usado para ciertos elementos traza en muestras
acuosas (y otros líquidos). Otro método alternativo de atomización es el Generador
de Hidruros.
Conocido lo anterior se dará
a conocer a continuación el proceso de la atomización con llama, consiste en
colocar en un atomizador con llama la disolución de la muestra es nebulizada
mediante un flujo de gas oxidante mezclado con el gas combustible y se
transforma en una llama donde se produce la atomización. El primer paso es la
desolvatación en el que se evapora el disolvente hasta producir un aerosol
molecular sólido finamente dividido. Luego, la disociación de la mayoría de
estas moléculas produce un gas atómico.
Como primer paso,
naturalmente, es necesario obtener una disolución de la muestra, por ejemplo
mediante fusión con peróxidos o por digestión ácida. A
continuación, los tipos de llamas que podremos observar.
Combustible
|
Oxidante
|
Temperatura
|
Vel. de Combustión
|
Gas LP
|
Aire
|
1700-1900
|
39-43
|
Gas LP
|
Oxígeno
|
2700-2800
|
370-390
|
Hidrógeno
|
Aire
|
2000-2100
|
300-440
|
Hidrógeno
|
Oxígeno
|
2550-2700
|
900-1400
|
Acetileno
|
Aire
|
2100-2400
|
158-266
|
Acetileno
|
Oxígeno
|
3050-3150
|
1100-2480
|
Acetileno
|
Óxido nitroso
|
2600-2800
|
285
|
La llama posee estructura, las
regiones más importantes de la llama son la zona de combustión primaria
secundaria y zona interconal, esta última es la zona más rica en átomos libres
y es la más ampliamente utilizada. Así, la temperatura máxima se localiza
aproximadamente 1 cm por encima de la zona de combustión primaria. En
cuanto a los atomizadores de llama, el
aerosol formado por el flujo del gas oxidante, se mezcla con el combustible y
se pasa a través de una zona de flectores que eliminan las gotitas que no sean
muy finas. Como consecuencia de la acción de estas, la mayor parte de la
muestra se recoge en el fondo de una cámara y se drena hacia un contenedor de
desechos. El aerosol, el oxidante y el combustible se queman en un mechero
provisto de una ranura de 1 mm o 2 de ancho por 5 ó 10 mm de
longitud. Estos mecheros proporcionan una llama relativamente estable y larga,
estas propiedades aumentan la sensibilidad y la reproducibilidad.
De lo anterior podemos
concluir que la espectrometría de absorción atómica es una técnica muy útil para
determinar la concentración de un elemento metálico determinado en una muestra.
Puede utilizarse para analizar la concentración de más de 62 metales diferentes
en una solución y que cada una de las llamas obtenidas de cada metal probado
van a ser diferentes, lo que va a garantizar su optima identificación, así los
electrones de los átomos en el atomizador pueden ser promovidos a orbitales más
altos por un instante mediante la absorción de una cantidad de energía (es
decir, luz de una determinada longitud de onda). Esta cantidad de energía (o
longitud de onda) se refiere específicamente a una transición de electrones en
un elemento particular, y en general, cada longitud de onda corresponde a un
solo elemento.
Como la cantidad de energía que se pone en la llama es conocida, y la cantidad
restante en el otro lado (el detector) se puede medir, es posible, a partir de
la ley de Beer-Lambert, calcular cuántas de estas transiciones tienen lugar, y
así obtener una señal que es proporcional a la concentración del elemento que
se mide.
Sincelejo, 21 de Febrero de 2012
Jorge Puentes Márquez
Estudiante Ing. Industrial 3er semestre
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