Principios de análisis instrumental

E ste capítulo trata sobre la espectrometría de emisión atómica óptica. En general, los atomizadores que se enlistan en la tabla 8.1 no sólo convierten los componentes de las mues– tras en átomos o iones elementales, sino que en el proceso excitan a fracciones de estas especies para que alcancen estados electrónicos supe– riores. Dado que las especies excitadas regresan con rapidez a estados inferiores, los espectros de línea ultravioleta y visible son útiles para los análisis elementales cualitativos y cuantitativos. Las fuentes de plasma son las más importantes y las más usadas para la espectrometría de emi– sión atómica. Estos dispositivos, sin olvidar la muy conocida fuen t e de plasma acoplado induc– ti vamente, se estudian primero en este capítulo. Después se tratan la espectroscopia de emi sión ba sada en arco eléctriéo y la atomización y exci– tación de chispa eléct rica. Históricamente, las fuentes de arco y chispa eran muy importantes en la espectrometría de emisión y todavía tienen aplicaciones significativas en la determinación de algunos elementos metálicos. Para terminar, se presentan varias fuentes de emisión atómica como flama s, descargas luminiscentes y rayos láser. rn En todo el capítulo, este Logotipo indica --- La oportunidad de autoaprendizaje en Línea en www.tinyurl.com/skoogpia7 ;* Le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. La espectrometría de emisión atómica (EEA) ofrece muchas ven– tajas cuando se compara con los métodos de fl ama y electrotérmi– cos que se estudiaron en el capítulo 9. 1 Los métodos de emisión por lo general tienen menor susceptibilidad a las interferenci as químicas, lo cual es el resultado directo de sus temperaturas supe– riores. En segundo lugar, están los buenos espectros que resultan para la mayoría de los elementos con un solo grupo de condicio– nes de excitación. Por consiguiente, se pueden registrar en forma simultánea los espectros de muchos elementos. Esta propiedad es de particular importancia en el caso de los análisis de múltiples elementos en muestras muy pequeñas. Una de las ventajas prin– cipales de las fuentes de plasma de alta energía es que permiten la determinación de bajas concentraciones de elementos que tien– den a formar compuestos refractarios (esto es, compuestos que son altamente resistentes a la descomposición térmica, como los óxidos de boro, fós foro, tungsteno, uranio, circonio y niobio) . Además, las fuentes de plasma permiten determinar no meta– les como cloro, bromo, yodo y azufre. Por último, los intervalos de concentración de los métodos de emisión de plasma son de varios órdenes de magnitud, en contraste con el intervalo de dos o tres décadas de los métodos de absorción que se describieron en el capítulo anterior. Las fl amas son menos satisfactorias como fuentes de emisión atómica porque las condiciones de excitación óptima varían ampliamente de elemento a elemento; se requieren altas temperaturas para excitar algunos elementos y bajas tempe– raturas para otros y, para finalizar, la región de la fl ama que ori– gina las intensidades óptimas de las líneas varía de un elemento a otro. Los espectros de emisión de fu entes de alta temperatu ra, como los plasmas, los arcos y las chispas suelen ser muy comple– jos y con frec uencia están formados por cientos y hasta miles de líneas. Esta gran cantidad de líneas, aunque representan ventajas cuando se busca info rmación cualitativa, aumenta la probabilidad de que ocurran interferencias espectrales en el análisis cuantita– tivo. Como resultado, la espectroscopia de emisión que se basa en ' Para obtener mayor información sobre la espectroscopia de emisión atómica, véase,). A. C. Broekhaert, Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas, 2a. ed., cap. 5, Hoboken, Nj: Wiley- VCH, 2005; Atomic Spectroscopy in Elemental Analysis, M. Cullen, ed., caps. 3-5, Boca Raton, FL: CRC Press, 2004; L. H. ). Laju– nen y P. Peramaki, Spectrochemical Analysis by Atomic Absorption and Emission, 2a. ed., caps. 4-6, Royal Society of Chemistry: Cambridge, 2004; ). D. Ingle jr. y S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, caps. 7-9, 11 , Upper Saddle River, Nj: Prenti– ce-Hall, 1988. 228