Principios de análisis instrumental

}} PREGUNTAS YPROBLEMAS *Las respuestas a los problemas marcados con un asterisco se proporcionan al final del libro. 1§1 Los problemas con este icono se resuelven mejor con hojas de cálculo. >» 8( Preguntas y problemas 205 8.1 ¿Por qué el espectro del CaOH de la figura 8.8 es mucho más amplio que la línea de emisión del sodio que se muestra en la figura 8.4? 8.2 ¿Qué es fluorescencia de resonancia? 8.3 ¿En qué condiciones puede ocurrir un desplazamiento de Stokes (véase la sección 6C.6) en la espectroscopia atómica? 8.4 ¿Qué determina las amplitudes naturales de línea para las líneas de emisión y absorción atómicas? ¿Aproximadamente qué tan anchas son estas amplitudes? 8.5 En una flama caliente, las intensidades de emisión de las líneas del sodio a 589.0 y 589.6 nm son mayores en una disolución de muestra que contiene KCl que cuando este compuesto está ausente. Sugiera una explicación. 8.6 La intensidad de una línea para Cs atómico es mucho más baja en una flama de gas natural, que opera a 1800 °C, que en una flama de hidrógeno-oxígeno, cuya temperatura es 2700 oc. Explique. 8.7 Nombre un tipo continuo y un tipo discreto de atomizador que se empleen en espectrometría atómica. ¿Qué tan diferentes son las señales de salida de un espectrómetro? * 8.8 El efecto Doppler es una de las fuentes del ensanchamiento de las líneas en la espectroscopia de absorción atómica. Los átomos que se mueven hacia la fuente de luz encuentran radiación de frecuencia más alta que los átomos que se alejan de la fuente. La diferencia en la longitud de onda D.A. que experimenta un átomo que se mueve a velocidad v (comparado con uno en reposo) es D.A/A. =v/e, donde e es la velocidad de la luz. Estime la amplitud de línea (en nanómetros) de la línea del litio a 670.776 (6707.76 Á) cuando los átomos que absorben están a una temperatura de a) 2100 K y b) 3120 K. La velocidad promedio de un átomo está dada por v = Y8kThrm, donde k es la constante Boltzmann, Tes la temperatura absoluta y m es su masa. * 8.9 Para iones de Na y Mg+ compare las relaciones entre el número de iones en el estado excitado 3p y el número en el estado basal en a) una flama de gas natural-aire (1800 K). b) una de hidrógeno-oxígeno (2950 K). e) una fuente de plasma acoplada inductivamente (7250 K) . 8.10 En las fuentes de alta temperatura los átomos de sodio emiten un doblete con una longitud de onda promedio de 1139 nm. La transición causante es del estado 4s al 3p. Elabore una hoja de cálculo para determinar la relación entre el número de átomos excitados en el estado 4s y el número en el estado basal 3s para el intervalo de temperatura que va desde una flama de acetileno-oxígeno (3000 °C) hasta la parte más caliente de una fuente de plasma acoplada inductivamente (8750 °C). 8.11 En el intervalo de concentración de 500 a 2000 ppm de U, hay una relación lineal entre la absorbancia a 351.5 nm y la concentración. A bajas concentraciones la relación es no lineal a menos que se introduzcan en la muestra alrededor de 2000 ppm de una sal de metal alcalino. Explique. 1§1 Problema de reto 8.12 En un estudio de mecanismos de ensanchamiento de líneas en plasmas de baja presión inducidos por láser, Gornushkina et a/., 10 presentan la expresión siguiente para la amplitud media del ensanchamiento Doppler D.A. 0 de una línea atómica. 8kT ln 2 JIA.ez 10 1. B. Gornushkin, L. A. King, B. W. Smith, N. Omenetto, y). D. Winefordner, Spectrochim. Acta B, 1999,54, 1207, DO!: 10.1016/ $0584-8547(99)00064-6.