Principios de análisis instrumental

234 Capítulo 10 Espectrometría de emisión atómica {(( introducción de las muestras que los otros dos tipos. Por tanto, estos instrumentos, aunque son más sencillos, son costosos en cuanto al consumo de muestra y de tiempo. Tanto los espectrómetros secuenciales como los de emisión por varios canales o multicanal son de dos tipos generales: uno usa un espectrómetro de red clásico y el otro un espectrómetro en escalera, como el que se muestra en la figura 7.21. Instrumentos secuenciales Con frecuencia estos instrumentos contienen un monocromador de red como el que se ilustra en la figura 10.4. Por lo regular, la red es del tipo holográfico con 2400 a 3600 hendiduras o surcos por milímetro. Con algunos instrumentos de este tipo el barrido requiere que se gire la red con un motor por etapas controlado digitalmente, de modo que se enfocan distintas longitudes de onda en forma sucesiva y con precisión en la rendija de salida. Sin embargo, en algunos diseños la red está fija y la rendija y el tubo del fotomultiplicador pasan por el plano focal o la curva. Los ins– trumentos como el que se ilustra en la figura 10.4 poseen dos con– juntos de rendijas y tubos fotomultiplicadores , uno para la región ultravioleta y otro para la visible. En dichos instrumentos, a una longitud de onda apropiada, el rayo de salida es conmutado desde un fotomultiplicador al otro por medio del movimiento del espejo plano que está entre los dos transductores. Espectrómetros de barrido horizontal. Debido a que los espectros complejos están formados por cientos de líneas, explorar una región de longitud de onda significativa requiere mucho tiempo, por lo que es impráctico hacerlo. Para resolver este problema se crearon los espectrómetros de barrido horizontal en los cuales la red (véase la figura 10.4), o el transductor y la rendija son accionados por un motor de dos o más velocidades. En dichos instrumentos el monocromador barre con mucha rapidez o gira una longitud de onda cercana a la línea de interés. Luego, la velocidad de barrido disminuye con rapidez de modo que el instrumento explora la línea en una serie de pasos pequeños (0.01 a 0.001 nm). Con este tipo de barrido disminuye al mínimo el tiempo que se gasta en las regio– nes de longitud de onda que no contienen ningún dato útil, pero se invierte tiempo suficiente en las líneas del analito para obtener rela– ciones señal-ruido satisfactorias. En los espectrómetros, como el de la figura 10.4, en el que el movimiento de la red es controlado por computadora, se puede lograr un barrido eficaz. Por ejemplo, el espectrómetro que se muestra tiene la aptitud de barrer líneas que corresponden a 15 elementos, así como registrar sus intensida– des en menos de 5 min. Sin embargo, estos instrumentos suelen ser más lentos y consumen más muestra que los instrumentos de multicanal. Espectrómetros de barrido en escalera. En la figura 10.5 se muestra el esquema de un espectrómetro en escalera que funciona como un instrumento de barrido o como un espectrómetro multi– canal simultáneo. El barrido se lleva a cabo por movimiento de un tubo fotomultiplicador en las dos direcciones x y y para explorar una plancha que se ubica en el plano focal delmonocromador. La placa contiene 300 hendiduras fotograbadas. El tiempo necesario para pasar de una hendidura o surco a otro es casi siempre de 1 s. El instrumento puede funcionar en la modalidad de barrido hori– zontal. También puede convertirse en un policromador multica– nal instalando varios tubos fotomultiplicadores pequeños detrás de las rendijas adecuadas en la placa de apertura. Espectrórnetros rnulticanal Los instrumentos de múltiples canales simultáneos se dividen en dos tipos generales: policromadores y espectrógrafos. Los primeros ~Lámprua h <k m'""'" ~ Espejo de observación controlado por computadora --Rejilla holográfica FIGURA 10.4 Diagrama óptico de un espectrómetro de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente. Todas las partes móviles están controladas por la computadora, y los modos de movimiento están señalados por las flechas tridimensionales. Entre la s partes móviles están la red, un espejo para seleccionar el transductor, una plancha de refracción para mejorar toda la señal y un espejo de observación para que la posi– ción del plasma sea óptima para la observación. El espectrómetro contiene una lámpara de mercurio para calibrar la longitud de onda en forma automática. Observe la geometría de la vista axial. (Cortesía de Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA.)