Principios de análisis instrumental

296 Capítulo 12 Espectrometría atómica de rayos X «< ->- Espectrómctro de - Sist ema fluorescencia atómi ca de datos ,-- - Tubo de secado Gas inerte T L Muestra ~ Separador Bomba líquido-gas Reductor mezc la l Desecho FIGURA IA2.1 Sistema de fluorescencia atómica con vapor frío para determinación de ult ratrazas de mercurio. (SnCl 2 ) para reducir el Hg(II) al elemento mercurio, el cual es barrido hacia la celda de observación del espectrómetro de absor– ción atómica mediante un flujo de gas inerte. El método 245.1 de la EPA 4 puede alcanzar una sensibilidad de menos de w1a parte por trillón con un rango dinámico de 2 a 3 órde– nes de magnitud, pero proporciona respuestas no lineales. El método de EPA 7474 requiere un procedimiento de digestión con microon– das y tiene un intervalo de 1 ppmm a varias partes por millón. Métodos de fluorescencia atómica Debido a que los requisitos reglamentarios se han vuelto más rigu– rosos, es necesario contar con un método más sensible para detectar mercurio. La espectrometría de fluorescencia atómica (véase la sec– ción 9E) puede alcanzar los límites de detección requeridos cuando se combina con las técnicas del vapor frío recientemente perfeccio– nadas. Varias compai1ías que fabrican instrumentos comercializan ahora analizadores de mercurio que se basan en la espectrometría de fluorescencia atómica. Junto con las mejoras en los espectróme– tros de fluorescencia atómica comerciales para controlar el mercu– rio, han avanzado las técnicas de generación de vapor basadas en la técnica de separación gas-líquido. Con estos sistemas se introduce 100% de la muestra en la celda de observación del espectrómetro. También se elimina la dispersión de la luz por el vapor de agua. En la figura IA2.l se presenta un diagrama de bloques de un instrwnento de fluorescencia atómica de vapor frío para determinar mercurio. En este caso, la muestra predigerida y oxidada se mezcla con SnC1 2 u otro reductor apropiado para generar mercurio. Luego ' Detennination ofMercury in Water by Cold Vapor Ato111ic Absorptior1 Spectrometry. EPA Method 245.1, US Environmental Protection Agency, Office of Water, Rev. 3.0, 1994, http://tinyurl.com/jsm768p. se usa un separador gas-líquido para separar los reactivos líquidos del vapor de mercurio, el cual es transferido a la celda de observa– ción por medio de un flujo de gas inerte. Una lámpara de vapor de mercurio de alta intensidad excita la fluorescencia atómica. El método 245.7 de la EPA aplica un sistema similar al de la figura IA2.1 para detectar mercurio. 5 En algunos sistemas comer– ciales el paso digestión-oxidación es también automático. La digestión se efectúa mediante una mezcla de HCl, Br- y Br0 3 - . El método logra una detección de 0.1 a 0.2 ppb. El método 1631 6 de la EPA requiere ox idaci ón y luego un método de purga-trampa y fluorescencia atómica de vapor frío. Se concentra de manera previa el mercurio por amalgamación en una trampa de arena cubierta con oro. Un instrumento comer– cial usa un sistema de detección de fluorescencia atómica y afirma poder detectar < 0.05 ppmb a ~250 ppmm. Este método es muy útil para una diversidad de tipos de muestras que varían desde agua de mar hasta aguas negras. Conclusiones Las mediciones de mercurio a escala más allá de las trazas, que demandaban los reglamentos actuales, son posibles mediante la espectrometría de fluorescencia atómica. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado para asegurar un a alta confiabilidad. Librarse del mercurio cuando se encuentran altas concen tracio– nes de él en el ambiente es otro problema. 5 Mercury in Wat er by Co /d llapar Atomic Flu ore.<cence Spectrometry, EPA- 821-R-05-001 , US Environmental Protection Agency, Office ofWater, 005; http:// tinyurl.com/zu753d7. 6 Mercury in Water by Oxidation, Purge anrl Trap, and Cold \lapor Atomic Fluores– cence Speclrometry, Methodl631, Revision E, EPA-82 1-R-02-0 19, US Environmen– tal Protection Agency Office ofWater, 2002; http://tinyurl.com/jomwyqn.