Principios de análisis instrumental

capítuloDOCE L a espectroscopia de rayos X, al igual que la espectroscopia óptica, se basa en la medida de la emisión, absorción, difusión, fluores– cencia y difracción de la radiación electromagné– tica. Los métodos de fluorescencia de rayos Xy absorción de rayos Xson muy utilizados para la determinación cualitativa y cuantitativa de todos los elementos de la tabla periódica con números atómicos superiores al del sodio . Con la ayuda de un equipo especial, también se pueden determinar los elementos con números atómicos comprendi– dos entre 5 y 10. r i 1 En todo el capítulo, este Logotipo indica - La oportunidad de autoaprendizaje en Línea en www.tinyurl.comfskoogpia7 ;* Le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. "Este material se encuentra disponible en inglés. 268 12A PRINCIPIOS FUNDAMENTALES Los rayos X son radiación electromagnética de longitud de onda corta que es producida cuando se desaceleran los electrones de alta energía o por transiciones de electrones que están en los orbi– tales internos de los átomos.' Los valores de las longitudes de onda de los rayos X están entre aproximadamente lO- s A a 100 Á; sin embargo, la espectroscopia de rayos X ordinaria se limita a la región de casi 0.1 A a 25 A (1 A= 0.1 nm = 10- 10 m). 12A.1 Emisión de rayos X Para fines analíticos, los rayos X se obtienen de cuatro maneras: 1) por bombardeo de un blanco metálico con un haz de electrones de elevada energía, 2) por exposición de una sustancia a un haz primario de rayos X con el objetivo de generar un haz secunda– rio de fluorescencia de rayos X, 3) al usar una fuente radiactiva cuyo proceso de desintegración produce una emisión de rayos X, 2 y 4) a partir de una fuente de radiación sincrotrón. Sólo algunos laboratorios en Estados Unidos tienen las instalaciones para gene– rar rayos X a partir de radiación de sincrotrón. 3 Por esta razón, sólo se considerarán las tres fuentes primeras. Las fuentes de rayos X, al igual que los emisores de radia– ción ultravioleta y visible, producen a menudo tanto espectros continuos como de líneas; ambos son importantes en anális is. La radiación continua se denomina también radiación blanca o bremsstrahlung. Este término significa radiación que surge del 1 Un análisis más extenso acerca de la teoría y las aplicaciones analíticas de los rayos X se encuentra en M. Haschke, Laboratory Micro-X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Heidelberg: Springer, 2014; B. E. Beckhoff, B. E. Kanngieíler, N. E. Langhoff, R. E. Wedell, eds., Handbook ofPractica/ X-Ray Fluorescence Analysis, New York: Sprin– ger, 2005; R. E. Van Grieken y A. A. Markowicz, eds., Handbook of X-Ray Spec– trometry, 2a. ed., New York: Maree! Dekker, 2002; R. jenkins, X-Ray Fluorescence Spectrometry, 2a. ed., New York: Wiley, 1999; R. )enkins, R. W. Gould, y D. Gedcke, Quantitative X-Ray Spectrometry, 2a. ed., New York: Maree! Dekker, 1995. 2 Con frecuencia, a la radiación electromagnética que producen las fuentes radiacti– vas se le llama radiación gamma. La radiación gamma es indistinguible de la radia– ción de rayos X. 3 La alta intensidad y"la naturaleza colimada de los haces provenientes de una fuente de sincrotrón favorece las aplicaciones que no se pueden lograr con las otras tres fuentes de rayos X. Para una revisión de las aplicaciones de los rayos X inducidos por si ncrotrón refiérase a K. W. )ones y B. M. Gordon, Anal. Chem., 1989,61, 341A, DOI: 10.1021/ac00180a719; para una discusión del uso de la reflectancia total XRF inducida por radiación de sincrotón, véase R. Klockenkamper y A. von Bohlen, Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis and Related Methods, 2a. ed., Hoboken, N): Wiley, 2015; F. Meirer et al., TrAC Trends Anal. Chem., 2010, 29,479, DOI: 10.1016/j.trac.2010.04.00 l.