Principios de análisis instrumental

,::;~:::l¡ 7 Flujo de gas de alta presión a) Flujo de Muestra en disolución b) Película , . •··: .·:.·· t (aS~;;' > Flujo de gas de alta presión gas de alta presión e) d) FIGURA 8.11 Tipos de nebulizadores neumáticos: a) tubo concén– trico, b) flujo cruzado, e) disco sinterizado, d) Babington. Vaporizadores electrotérmicos Un vaporizador electrotérmico es un evaporador colocado en una cámara por la que fluye un gas inerte como el argón para llevar la muestra evaporada hacia el atomizador. Una pequeña muestra de líquido o sólido se coloca en un conductor, como un tubo de car– bono o un filamento de tántalo. Una corriente eléctrica evapora con rapidez y por completo la muestra en el flujo de argón. En contraste con los sistemas de nebulizador recién considerados, un sistema electrotérmico produce una señal discreta en vez de una continua. Es decir, la señal de la muestra atomizada se incrementa al máximo y luego disminuye a cero a medida que la muestra es barrida por la región de observación. Las alturas o las áreas de los picos proporcionan entonces la información cuantitativa deseada. Técnicas de generación de hidruros Las técnicas de generación de hidruros 6 representan un método para introducir muestras que contienen arsénico, antimonio, estaño, selenio, bismuto y plomo en forma de gas en un atomizador. Tal procedimiento incrementa los límites de detección para estos elementos por un factor de 10 a 100. Debido a que varias de estas especies son muy tóxicas, es muy importante determinarlas en niveles de concentración bajos. Esta toxicidad dicta también que 6 Para una descripción detallada de estos métodos, refiérase a Nakahara, en Sample Introduction in Atomic Spectroscopy, ). Sneddon, ed., cap. 1O, Nueva York: Elsevier, 1990; ). Didina y D. L. Tsalev, Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry, Chichester, England: Wiley, 1995; para una revisión sobre las técnicas de genera– ción de vapor véase, R. A. Gil, P. H. Pacheco, S. Cerutti, y L. D. Martínez, Anal. Chim. Acta, 2015, pp. 875, 7, DOI: 10.1016/j.aca.2014.12.040. }}) 8C Métodos de introducción de la muestra 203 los gases de la atomización deben ser eliminados de modo seguro y eficiente. Los hidruros volátiles se generan al añadir una disolución acuosa acidificada de la muestra a un pequeño volumen de una disolución acuosa al1% de borohidruro de sodio contenida en un recipiente de vidrio. Una reacción característica es 3BH 4- (aq) + 3H + (aq) + 4H 3 As0/aq) ---+ 3H 3 BO/aq) + 4AsH 3 (g) + 3H 2 0(1) El hidruro volátil -en este caso, arsina (AsH 3 )- se barre hacia la cámara de atomización mediante un gas inerte. La cámara es por lo regular un tubo de sílice calentado a varios cientos de grados en un horno de tubo o en una flama donde tiene lugar la descomposición del hidruro, lo que da lugar a la formación de átomos del analito. La concentración del analito se mide entonces por absorción o emisión. La señal tiene una forma de pico similar a la que se obtiene con la atomización electrotérmica. 8C.2 Introducción de muestras sólidas La introducción de sólidos 7 en la forma de polvos, metales o par– tículas en atomizadores de plasma o flama tiene la ventaja de evi– tar el paso, con frecuencia, tedioso y tardado de descomponer y disolver la muestra. Sin embargo, dichos procedimientos presen– tan casi siempre dificultades graves con la calibración, el acondi– cionamiento de la muestra, la precisión y la exactitud. Durante las dos últimas décadas se han propuesto varias técnicas para la introducción directa de sólidos en atomizadores, evitando así la necesidad de disolver o descomponer la muestra. Estas técnicas incluyen 1) inserción manual directa del sólido en el dispositivo de atomización, 2) vaporización electrotérmica de la muestra y transferencia del vapor hacia la región de atomización, 3) ablación del sólido por arco, chispa o láser para producir un vapor que después se barre hacia el atomizador, 4) nebulización de lodo en que la muestra sólida finamente dividida es llevada hacia el atomizador como un aerosol que consta de una suspensión del sólido en un medio líquido y 5) chisporroteo en un dispositivo de descarga luminiscente. Ninguno de estos procedimientos produce resultados tan satisfactorios como los que se obtienen al introdu– cir las disoluciones de muestra mediante nebulización. La mayor parte de estas técnicas dan lugar a una señal analítica discreta en vez de una continua. Inserción directa de la muestra En la técnica de inserción directa de la muestra, ésta se coloca físicamente en el atomizador. Para sólidos, la muestra puede ser convertida en polvo y luego se coloca en una sonda o sobre ella, la cual se inserta directamente en el atomizador. Con los atomizado– res de arco o chispa eléctrica las muestras de metal desempeñan con frecuencia el papel de uno o de los dos electrodos que se usan para formar el arco o chispa. 7 Para una descripción de técnicas de introducción de sólidos, véase C. M. McLeod, M. W. Routh, y M. W. Tikkanen, en Inductively Coupled Plasmas in Arzalytical Atomic Spectrometry, 2a. ed., A. Montaser y D. W. Golightly, eds., cap. 16, Nueva York: Wiley-VCH, 1992.