Principios de análisis instrumental

196 Capítulo 8 Introducción a la espectrometría óptica atómica «< "O Ol "O ·;:;; E .5 500 a) "O " "O "' e: 2 e: b) E o o, 00 V) Ol z 600 Longitud de onda, nm 588 590 Longitud de onda, nm .i' :¡ 700 e) Longitud de onda, nm FIGURA 8.4 Espectro de emisión de l sodio. a) Espectro de baja resolución que muestra un doblete de sodio sin reso lver a 589.0 y 589.6 nm. b) Espectro de mediana resolución que muestra un doblete parcialmente resuelto. e) Espectro de alta resolución que mues– tra una resolución casi completa . [a) Adaptado de C. T. J. Alkemade y R. Herrmann, Fun– damentals of Flame Spectroscopy, New York: Wiley, 1979; b) y e) adaptado de B. Kasalica, et al., J. Anal. At. Spectrom., 2013, 28, 92, DOI:10.1039/c2ja30239j. Con permiso.] las reglas de selección de la mecánica cuántica permiten predecir cuáles transiciones tienen más probabilidad de ocurrir y cuáles no. Estas reglas están fuera del alcance de este libro. 2 Espectros de emisión atómica A temperatura ambiente todos los átomos de una muestra de materia están esencialmente en el estado basal. Por ejemplo, el electrón externo único de un átomo de sodio ocupa el orbital 3s en estas circunstancias. El paso de este electrón a orbitales supe– riores se logra mediante el calor de una flama, un plasma o un arco o una chispa eléctricos. Sin embargo, el tiempo de vida del átomo excitado es breve y su retorno al estado basal produce emisión de fotones. Las líneas verticales de la figura 8.la indican algunas de las transiciones electrónicas comunes que siguen a la excitación de los átomos de sodio; también se muestra la longitud de onda de la radiación resultante. Las dos líneas a 589.0 y 589.6 nm (5890 y 5896 Á) son las más intensas y a ellas se debe el color amarillo que aparece cuando se introducen sales de sodio en una flama . 2 }. D. Ingle }r. y S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, pp. 205-207. Upper Saddle River, N}: Prentice-HaLl, 1988. En la figura 8.4a se muestra una parte de un espectro de emi– sión registrado para el sodio. La excitación en este caso resultó de atomizar una solución de cloruro de sodio en una flama de oxi– hidrógeno. Observe en la figura 8.la el pico muy pronunciado en el extremo derecho, el cual está fuera de escala y corresponde a las transiciones 3p a 3s a 589.0 y 589.6 nm (5890 y 5896 Á). La potencia de resolución del monocromador utilizado fue insufi– ciente para separar los picos. Las figuras 8.4b y e muestran perftles de resonancia de mediana y alta resolución del doblete de sodio obtenidos con monocromadores modernos de alta resolución. En la figura 8.4c se muestra la resolución casi completa del doblete. Las dos líneas del doblete de sodio son líneas de resonancia que resultan de las transiciones entre un estado electrónico excitado y el estado basal. Como se muestra en la figura 8.1, otras líneas de resonancia ocurren en 330.2 y 330.3 nm (3302 y 3303 Á) así como también en 285.30 y 285.28 (2853.0 y 2852.8 Á). Espectros de absorción atómica En un medio gaseoso caliente los átomos de sodio son capaces de absorber radiación de longitudes de onda características de transi– ciones electrónicas del estado 3s hacia estados excitados superio– res. Por ejemplo, las líneas de absorción bien definidas en 589.0, 589.6, 330.2 y 330.3 nm (5890, 5896, 3302 y 3303 Á) aparecen en