Principios de análisis instrumental

calentador de agua »> lOA Espectroscopia de emisión con fuentes de plasma 231 11 11 11 11 L.':::============ Ar FIGURA 10.2 Dispositivo para la vaporización electrotérmica. mente o pueden ¡;:ontener un sistema de conmutación controlado mediante computadora para ver ambos esquemas. Las ventajas del acomodo axial respecto a la configuración radial incluyen una intensidad de radiación incrementada como resultado de una trayectoria más larga y una precisión superior, lo cual produce límites de detección inferiores (un factor de 2 a 30 con nebuliza– ción ultrasónica). Las desventajas son que la cola de plasma frío se tiene que eliminar de la trayectoria de la luz para evi!ar interferen– cia proveniente de los óxidos; la degradación contaminante y tér– mica de las partes ópticas del espectrómetro es más difícil de evitar en la configu~ación axial que en la radial. 8 La cola fría puede remo– verse soplando un gas de cizalla a través de la punta del plasma o utilizando un dispositivo cónico de interfaz. La decisión sobre qué configuración usar depende del comportamiento químico del ana– lito en el plasma, la línea espectral elegida para el análisis, la calidad de los datos requeridos y la naturaleza detallada del experimento. Por ejemplo, la configuración axial es muy útil en espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente, la cual se trata en la sección 11 C. Atomización y ionización de los analitos Las temperaturas del plasma pueden manejarse empleando curvas isotérmicas. El tiempo de residencia de los átomos de la muestra es de unos pocos ms antes de alcanzar el punto de obser– vación. Durante ese lapso los átomos experimentan temperaturas que varían entre 5500 y 8000 K. El tiempo y las temperaturas son aproximadamente dos o tres veces mayores que los que se encuen– tran en las flamas de combustión más calientes (acetileno/óxido nitroso) que se utilizan en los métodos espectroscópicos de flama. Por tanto, la atomización es más completa en los plasmas que en las flamas y hay menos problemas de interferencias químicas. 8 L. H.). Lajunen y P. Peramaki, Spectrochemical Analysis by Atomic Absorption and Emission, 2a. ed., pp. 253-254, Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2004. Sorprende que los efectos de interferencia por ionización sean pequeños, tal vez porque la gran concentración de electrones que provienen de la ionización del argón mantiene una concentración de electrones casi constante en el plasma. Hay otras ventajas asociadas con las fuentes de plasma. Pri– mero, la atomización se produce en un medio inerte desde el punto de vista químico, lo que tiende a aumentar el tiempo de vida del analito porque evita la formación de óxidos. Además, y a diferencia del arco, las chispas y las flamas, el corte transver– sal de la temperatura del plasma es relativamente uniforme, por lo que no se presentan tan a menudo efectos de autoabsorción y autoinversión. Por tanto, las curvas de calibración suelen ser lineales y abarcan varios órdenes de magnitud de concentración. Por último, el plasma produce una ionización importante, lo cual lo hace una fuente excelente para la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente. 10A.2 Plasmas de microondas Los plasmas de microondas se han estudiado por varios años. 9 El plasma inducido por microondas sostenido en un tubo de descarga por una cavidad resonante, como la que desarrolló Beenakker, 10 se ha vuelto sumamente útil como detector elemento-selectivo en aplicaciones de cromatografía de gases (véase la sección 27B-4). Para la espectrometría de absorción atómica, sin embargo, los plas– mas inducidos por microondas no han conseguido los límites de detección tan bajos de los plasmas acoplados inductivamente, y los plasmas no son tan robustos o estables como los plasmas acoplados inductivamente. La introducción de muestras líquidas con nebuli– zadores comunes resulta particularmente problemática. 9 K.). )ankowski y E. Rezke, Microwave Induced Plasma Analytical Spectrometry, Cambridge, UK: Royal Sociel:)•ofChemistry Publishing, 2010. 1 °C. l. M. Beenakker, Spectrochim. Acta B, 1976, 31, 483, DOI: 10.1016/ 0584-8547(76)80047-X.