Principios de análisis instrumental

E n este capítulo se examinan dos méto– dos espectrométricos atómicos ópticos con técnicas similares pa ra la introducción y atomización de la muestra. El primero es la espectrometria de absorción atómica, que durante casi medio siglo ha sido el método más utilizado para determinar elementos simples en muestras analíticas. El segundo es la espectro– metria atómica de fluorescencia, que desde la mitad de la década de 1960 se ha estudiado con más profundidad . En compa ración con el método de absorción, la fluorescencia atómica no ha tenido aceptación general para el análisis de rutina. Aunque varios fabricantes han empezado a ofrecer en años recientes espectrómetros de fluo– rescencia atómica para fines especiales, la mayo– ría de los instrumentos son todavía de absorci ón atómica . Debido a esta diferencia de uso, la mayor parte del capítulo se dedica a la espectrometría de absorción atómica y finaliza con una sección breve sobre el análisis de la descripción de la espectros– copia atómica de fluore scencia. ~ En todo el capítulo, este logotipo indica la --- oportunidad de autoaprendizaje en línea en www.tinyurl.comfskoogpia 7;* le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. Antes del análisis detall ado de la espectromet ría de absorción atómica 1 se presenta un repaso de los atomizadores usados en la espectrometría de absorción atómica y la espectrometría atómica de flu orescencia. 9A TÉCNICAS DE ATOMIZACIÓN DE MUESTRAS En primer lugar, se describen dos de los métodos más comunes de atomización de muestra empleados en espectrometría de absor– ción atómica y espectrometría atómica de fl uorescencia: la ato– mización de flama y la atomización electro -térmica. Después, se retoman tres procedimientos de atomización especializados que se practican en ambos tipos de espectrometría. 9A.1 Atomización de flama En un atomizador de flama, se nebuliza una solución de la mues– tra con un flujo de oxidante gaseoso mezcl ado con combustible gaseoso y se coloca sobre una flama do nde oc urre la atomiza– ción. Como se ilustra en la figura 9.1, en la flama se manifiesta un conjunto complejo de procesos interconectados. El primero es la desolvatación, en la que el disolvente se evapora para producir un aerosol molecular finamente dividido que se volatiliza para formar moléculas de gas. La disociación de la mayor parte de estas mo– léculas producen un gas atómico, del cual algunos de sus átomos se ionizan para fo rmar cationes y electrones. Otras moléculas y áto– mos se producen en la flama como resultado de las interacciones del combustible con el oxidante y con las especies de la muestra. Como se indica en la figura 9. 1, una fracción de las moléculas, áto– mos y iones se excita también por el calor de la fl ama para producir espectros de emisión atómicos, iónicos y moleculares. Con tantos procesos complejos ocurriendo, no es sorprendente que la atomi– zación sea el paso crítico en la espectrometría de flama y el único que limita la precisión de este tipo de métodos. Como resultado de la naturaleza crítica del paso de atomización, es importante enten– der las características de las flamas y las variables que las afectan. 'Las referencias generales de la espectrometría de absorción atómica incluyen a L. H. ). Lajunen y P. Peramaki, Spectrochemical Analysis by Atomic Absorpti011 and Emission, 2a. ed., Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2004; ). A. C. Broekaerl, Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas, Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2002; B. Magyar, Guide-Lines to Plmming Atomic Spectrometric Analy– sis, New York: Elsevier, 1982; ). D. Ingle jr. y S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, cap. 10, Englewood Cli ffs, N): Prentice Hall, 1988; B. Weiz y M. Sperling, Atomic Absorption Spectrometry, 3a. ed., New York: VCH Publishers, 1999; N. H. Bings, A. Bogaerts, y). A. C. Broekaert, Anal. Chem., 2013, 85, 670, DO!: 10.102l/ac3031459. 207