Principios de análisis instrumental

b) e) FIGURA 9.6 a) Vista transversal de un horno de grafito con plata– forma de L'vov integrada. b) Configuración Longitudinal del horno de grafito. Observe el perfil de temperatura en color azul a Lo Largo de La trayectoria del horno. En La configuración Longitudinal, La tempera– tura varía de modo continuo a Lo Largo de La trayectoria y alcanza un máximo en el centro. e) Configuración transversal del horno. EL perfil de temperatura es relativamente constante a Lo Largo de La trayecto– ria . (Cortesía de Perkin-Elmer Life y Analytical Sciences, Shelton, CT.) Atomizadores electrotérmicos La figura 9.6a es una vista de un corte transversal de un atomiza– dar electrotérmico comercial. En este dispositivo la atomización ocurre en un tubo de grafito cilíndrico que está abierto en ambos extremos y que tiene un orificio central para la introducción de la muestra por medio de una micropipeta. El tubo mide unos 5 cm de largo y tiene un diámetro interno de poco menos de l cm. El tubo de grafito intercambiable se ajusta cómodamente en un par de contactos eléctricos de forma cilíndrica, hechos también de grafito, que se ubican en los dos extremos del tubo y se man– tienen en una carcasa de metal enfriada por agua. Se suministran dos corrientes de gas inerte. La corriente externa evita que entre aire del exterior e incinere el tubo. La corriente interna fluye hacia los dos extremos del tubo y sale del puerto de muestra central. Esta corriente excluye no solo el aire, sino que también sirve para arrastrar vapores generados en la matriz de muestra durante las dos primeras etapas de calentamiento. En la figura 9.6a se ilustra la llamada plataforma de L'vov, que se emplea con frecuencia en hornos de grafito. La plataforma también está hecha de grafito y se localiza debajo del puerto de entrada de la muestra, en donde ésta se evapora y se convierte en cenizas. Sin embargo, cuando la temperatura del tubo se incre– menta con rapidez, la atomización se retrasa porque la muestra ya no está directamente sobre la pared del horno. Como resultado, »> 9A Técnicas de atomización de muestras 211 la atomización ocurre en un ambiente en el que la temperatura ya no cambia con rapidez, lo cual mejora la reproducibilidad de las señales analíticas. Las figuras 9.6b y e muestran las dos formas de calentar el horno de grafito mientras se mantiene en la trayectoria óptica. Por tradición, el horno se calentaba en el modo longitudinal que se ilustra en la figura 9.6b, que provee un perfil de temperatura que varía de manera continua, como se muestra en la figura. El modo transversal, que se ilustra en la figura 9.6c, da un perfil de temperatura uniforme a lo largo de todo el tubo. Esta configu– ración provee condiciones óptimas para la formación de átomos libres a lo largo del tubo. La recombinación de átomos en molécu– las, la pérdida de átomos y la condensación en los extremos más fríos del tubo que se producen en el modo longitudinal se reducen en el modo de calentamiento transversal. Los experimentos muestran que la reducción de la porosi– dad natural del tubo de grafito disminuye algunos efectos de la matriz de la muestra y la mala reproducibilidad relacionada con la atomización en el horno de grafito. Durante la atomización, parte del analito y la matriz parecen difundirse hacia la superficie del tubo, lo cual hace más lento el proceso y produce señales de analito más pequeñas. Para vencer este efecto, la mayoría de los hornos de grafito se recubren con una capa delgada de carbono pirolítico que sella los poros del tubo de grafito. El grafito pirolí– tico se deposita capa por capa desde un ambiente muy homogé– neo. Se forma al hacer pasar por el tubo una mezcla de gas inerte e hidrocarburo como el metano mientras se le mantiene a una temperatura elevada. Además de los hornos de grafito, varios dispositivos electro– térmicos distintos han sido creados y probados. Bobinas y bucles hechos de platino y tungsteno han sido ampliamente estudiados. El atomizador con bobina de tungsteno es quizás el más exitoso de éstos y tiene la ventaja de ser sencillo y requerir poca energía 3 Los hornos cerrados hechos de tugsteno también han sido muy estudiados. Señal de salida A la longitud de onda a la que ocurre la absorción, la salida del transductor se eleva a un máximo después de algunos segundos de ignición seguida de un rápido descenso a cero cuando los pro– ductos de la atomización escapan hacia los alrededores. El cambio es lo bastante rápido (con frecuencia <1 s) como para requerir un sistema de adquisición de datos moderadamente rápido. Por lo general, las determinaciones cuantitativas se basan en la altura del pico, aunque también se usa el área de éste. En la figura 9.7 se muestran las señales de salida caracterís– ticas de un espectrómetro de absorción atómica equipado con un atomizador electrotérmico. La serie de cuatro picos a la dere– cha muestra la absorbancia en la longitud de onda de un pico de plomo en función del tiempo cuando se atomiza una muestra de 2 ¡..tL de jugo de naranja enlatado. Durante el secado y el calci– nado, aparecen tres picos que tal vez se deben a productos de la evaporación molecular y a productos de la ignición de partículas. Los tres picos a la izquierda son para estándares de plomo que se 3 5. N. Hanna y B. T. )ones, Appl. Spectrosc. Rev., 2011, 46, 624, DO!: 10.1080/05704928.2011.582659.