Características de las flamas

CARACTERÍSTICAS DE LAS FLAMAS o

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Aranda Ramírez Ana Karen

Tiscareño Peregrina Mariana Cecilia

OBJETIVO: Es necesario conocer las características y funciones de las flamas para tener la capacidad de seleccionar el tipo de quemador, gases, relación de flujos , etc.

FUNCIÓN Y REQUERIIENTO DE LAS FLAMAS FUNCIONES BASICAS 1.- Transformar la mezcla del estado liquido al gaseoso 2.- Descomponer los compuestos moleculares del elemento en interés , en átomos individuales o moléculas mas simples. 3.- En fotometría de flama, los átomos individuales, son excitados por la energía de la flama. PRINCIPALES REQUERIMIENTOS 1.- Temperatura y ambiente gaseoso apropiados para realizar las funciones 2.- Que la señal de fondo de la flama no interfiera con lo que se desea observar

TIPO DE FLAMA Y SUS TEMPERATURAS

CARACTERÍSTICAS DE LAS FLAMAS CONO INTERNO  Región de combustión parcial.  Es calentado por conducción y radiación.  Formación de productos de oxidación intermedios. emisión de luz, ionización y  La concentración de radicales libres es extremadamente alta. 

CARACTERÍSTICAS DE LAS FLAMAS    

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ZONA INTERMEDIA Es la parte caliente de la flama Región de combustión completa Se utiliza en el análisis de fotometría de emisión de flama, absorción atómica y fluorescencia atómica. La altura varia dependiendo del quemador, tipo de los gases de combustión y su velocidad de flujo.

CARACTERÍSTICAS DE LAS FLAMAS  

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CONO EXTERNO Zona de combustión secundaria, donde completan su combustión, productos parcialmente oxidados. Esta región es enfriada por el aire circundante y generalmente es la región menos útil de la flama.

Una de las propiedades mas importantes de la flama es su temperatura. Dado que la zona intermedia de la flama goza de un equilibrio termodinámico completo, la temperatura en ésta es usada para caracterizar la flama.

SECUENCIA DE EVENTOS EN LA FLAMA 

Nebulización.- Se controla la fracción de muestra convertida a gotas. Depende de la viscosidad y la tensión superficial de la solución

1. Desolvatación.-  El agua y otros disolventes son evaporados, dejando pequeñas partículas de sal seca. Su efectividad depende de i. Temperatura de la flama ii. Tiempo de residencia en la flama iii.  Adición de disolventes orgánicos si es necesario

2. Vaporización.- La sal seca es convertida al estado gaseoso . 3. Atomización.-  Una parte de todas las moléculas gaseosas son progresivamente disociadas para dar átomos neutros libres o radicales. Es afectada por las interferencias debidas a la presencia de otros materiales en la solución . Una parte de los átomos neutros puede ser excitada térmicamente o ionizada. 4. Exitación.- La fracción que es térmicamente excitada es importante en la espectroscopía de emisión ya que los electrones excitados que regresen al estado basal son los responsables de la emisión de luz que se mide

FORMACIÓN DE ÁTOMOS LIBRES Las flamas de Aire-Acetileno y Acetileno. Óxido Nitroso son muy eficientes para formar átomos neutros.  La segunda es más efectiva para crear átomos neutros libres que la primera 

FORMACIÓN DE ÁTOMOS EXCITADOS 

Distribución de Maxwell-Boltzman

donde

EN ESPECTROMETRÍA DE EMISIÓN DE FLAMA

….



La intensidad de la emisión de la señal se designa como IFE, y es directamente proporcional al número de átomos excitados NU:

donde KFE  es una constante de proporcionalidad que depende de la eficiencia del proceso de emisión

EN ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA 

….

La señal que importa es  ΔI AA, que es la diferencia de intensidad de la fuente cuando la muestra está en la flama y la flama por sí sola. Depende del número de átomos en estado basal N O:

donde K AA  es una constante de proporcionalidad que depende de la intensidad de la fuente y la eficiencia del proceso de absorción. Y siempre es menos que KFE para que la emisión de flama NU/NO sea más sensible para elementos como Al, Ca, Sr, Ga, In, V y los metales alcalinos