UNIVERSIDAD NACIONAL " SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO"
FACULT FACULTA AD DE INGENIERIA INGENIE RIA DE INDUSTR I NDUSTRIAS IAS ALIMENTARIAS CURSO
:
QUIMICA ANALITICA
TEMA
:
ESPECTROSCOPIA ESPECTROSCOPIA DE EMISIÓN DE LLAMA
DOCENTE
:
YUPANQUI TORRES EDSON
INTEGRANTES
:
ALVARADO CAMONES MELIZA BRIOSO MEJÍA BETY CISNEROS LARA KARLA HUANRI FERRER DALILA
HUARAZ – ANCASH - PERU 2010
INTRODUCCION Los átomos o las moléculas que están excitadas a niveles de energía altos pueden caer a niveles menores emitiendo radiación (emisión o luminiscencia). Para los átomos excitados por una fuente de energía de alta temperatura esta esta em emis isió iónn de luz luz es comú comúnm nmen ente te llam llamad adaa em emis isió iónn atóm atómic icaa u ópti óptica ca (espectroscopia de emisión atómica) para átomos excitados con luz es llamada fluorescencia atómica (espectroscopia de fluorescencia atómica). La espectroscopia de emisión atómica (!"#) utiliza la medición cuantitativa de la emisión óptica de átomos excitados para determinar la concentración de la sust sustan anci ciaa anal analiz iza$ a$le le.. Los Los átom átomos os del del anal analit itoo en la solu soluci ción ón son son aspirados en la región de excitación donde son disueltos% vaporizados atomizados por una llama% descarga o plasma. "stas fuentes de atomización a altas temperaturas proveen energía suficiente para promover los átomos a niveles de energía altos. Los átomos vuelven a niveles más $a&os emitiendo luz. "l empleo de la espectroscopia de emisión por llama ('"#)% es de gran aplicación en análisis elemental. Puede ser usada para análisis cuantitativo cualitativo es un método de elemento simple. #us usos más importantes son la determinación de sodio% potasio% litio calcio en fluidos $iológicos te&idos.
DESARROLLO DEL TEMA I.
Fundamento teórico: "spectroscopia es la medición e interpretación de la radiación electromagnética a$sor$ida% dispersada o emitida por átomos% moléculas u otras especies químicas. "stos fenómenos están asociados con cam$ios en los estados de energía de las diferentes especies. Por consiguiente% dado que cada especie posee estados energéticos característicos% la espectroscopia puede utilizarse para identificarlas. La espectroscopia constitue la $ase del análisis espectroquímico% en el que la interacción de la radiación electromagnética con la materia se utiliza para o$tener información cualitativa cuantitativa acerca de la composición de una muestra. entro del análisis espectroquímico% la espectroscopia atómica estudia la a$sorción emisión de la radiación por especies atómicas% iónicas moleculares li$res. "stas especies son generadas examinadas en un medio gaseoso de alta energía% que constitue una fuente de vaporización atomizaciónionizaciónexcitación. "l término espectroscopia de emisión normalmente se aplica a los métodos en los que se aplica un estímulo térmico o eléctrico. La energía radiante emitida cuando el analito regresa a su estado $asal puede dar información so$re la naturaleza del mismo de su concentración. Los resultados de este análisis suelen representarse en forma de un espectro% es decir% un gráfico de la radiación emitida en función de la frecuencia o longitud de onda. *uando la muestra se estimula con una fuente de radiación electromagnética externa% pueden tener lugar varios procesos. Por e&emplo% la radiación puede ser dispersada o refle&ada. Para o$tener información so$re el analito% se mide la radiación electromagnética
emitida cuando este regrese a su estado $asal% o puede medirse la cantidad de radiación a$sor$ida como consecuencia de la excitación.
*ualquier forma de la materia puede emitir luz al exponerse a la acción de suficiente energía. +no de los casos más interesantes para el análisis químico es la excitación de átomos de iones atómicos. *uando la luz emitida por átomos excitados se ,ace pasar por una rendi&a estrec,a se dispersa por medio de un prisma o de una red% el espectro que se o$tiene% $a&o ciertas condiciones% está formado por líneas definidas. "ste espectro% llamado espectro de líneas o% en $ase a su origen% espectro atómico% se o$tiene por e&emplo% exponiendo un material al calor de una llama% usando una descarga eléctrica de alto volta&e a través de un gas% o con un arco eléctrico entre dos electrodos% uno de los cuales está ,ec,o de sustancia excita$le o se impregna de la misma. La energía suministrada por esta fuente de radiación rompe los enlaces químicos% formándose átomos o iones atómicos% eleva los electrones or$itales a estados excitados% es decir% a niveles de energías más altos. *uando los electrones regresan a su nivel inferior o a su estado normal% la energía se emite en forma de luz. Puesto que solamente se verifican transiciones definidas cuantizadas% a cada una corresponde una luz de longitud de onda específica como algunas transiciones son más pro$a$les que otras% las intensidades de las líneas son diferentes. -ientras maor sea la energía sumistrada por la excitación% más alto será el nivel al cual se existen los electrones menor serán las longitudes de onda de la luz emitida. Por consiguiente al aumentar la energía de la fuente de radiación% se o$serva un maor número de líneas espectrales% especialmente con longitud de arco corta.
Las longitudes de onda de las líneas espectrales son características del elemento emisor% por lo que los espectros pueden servir para propósitos cualitativos. La intensidad de las líneas pueden correlacionarse con la cantidad de la sustancia% con lo cual se esta$lece una $ase cuantitativa. "xisten técnicas fundamentales en estos principios/ fotometría de emisión de llama espectroscopia. !unque am$as se $asan en los espectros atómicos% conviene tratarlas por separado pues difieren en cuanto a los niveles de energía de la excitación% la instrumentación óptica los procedimientos experimentales.
Tipos de espectroscopia de emisión:
0ipo de espectroscopia
-étodo de atomización
'uentes de radiación
!rco
-ediante calentamiento de la muestra por arco eléctrico
-uestra
*,ispa
-uestra excitada por c,ispa eléctrica de alto volta&e
-uestra
Plasma de argón
-uestra calentada por plasma de argón
-uestra
-uestra aspirada e introducida en la llama% se atomiza dentro de la llama
-uestra
3o necesita las muestras% se $om$ardean con electrones
-uestra
!tómica o en llama 1aos 2
Espectroscopia de arco: Las fuentes más utilizadas en espectrografía de emisión son el arco de **% el arco de *a% la c,ispa de *a. #u misión consiste en
evaporizar la muestra provocar el paso de electrones a niveles energéticos superiores. #e alcanzan temperaturas de 4.5567. "l arco **% se utiliza normalmente cuando se desea alcanzar una gran sensi$ilidad como sucede en la identificación de elementos traza en las muestras8 la oscilación del arco constitue una dificultad para el tra$a&o cuantitativo8 el arco de *a es más esta$le reproduci$le. La c,ispa de *a% proporciona energías de excitación más elevadas% es más esta$le reproduci$le es generalmente la fuente preferida para el análisis cuantitativo. Los elementos metálicos pueden utilizarse como electrodos. Los sólidos pulverizados se colocan en una peque9a depresión practicada en el extremo de una varilla de car$ón o grafito que normalmente constitue el polo opuesto del arco. Las disoluciones pueden evaporarse a sequedad so$re el electrodo de car$ón o grafito formando un fondo de aproximadamente :mm de espesor a través del cual pasa la disolución se evaporiza por acción del arco o de la c,ispa. Los principales componentes de un espectrógrafo además de la fuente de radiación% son un prisma o una red de difracción para dispersar la radiación procedente de la fuente% una cámara u otro dispositivo de detección medida% dispositivos auxiliares% rendi&as% lentes o espe&os para conducir el ,az de energía. La maor parte de la emulsiones fotográficas son sensi$les radiaciones de peque9a longitud de onda% azules% violetas ultravioletas8 la utilización de diversos colorantes permite sensi$ilizar la emulsión para la aplicación a longitudes de ondas maores. Para el tra$a&o cualitativo se registra un espectro de ,ierro &unto al del elemento desconocido. 0am$ién se registra el espectro de algún elemento cua existencia en la muestra se sospec,a. La película terminada se estudia en un comparador% utilizando el espectro de ,ierro o del elemento conocido para localizar las longitudes de onda% la maor parte de los comparadores llevan una placa normalizada que
indica las líneas principales de muc,os elementos. #e dispone de escalas para la medida exacta de las líneas espectrales de ta$las de longitudes de onda de intensidades relativas de las líneas espectrales de un elemento. Para dar como positiva la identificación de un elemento de$en o$servarse al menos tres de sus líneas sensi$les. La espectrografía de emisión cuantitativa exige un control de todas las varia$les como/ condiciones de excitación% tiempo de exposición% tra$a&o de la película. *on o$&eto de eliminar en lo posi$le peque9as variaciones de estos factores% se acostum$ra a9adir un patrón interno midiendo las intensidades de un par de líneas ,omologas formado por una línea del elemento pro$lema otra del patrón interno. Los pares de líneas ,omologas de$en tener longitudes de onda mu cercanas am$os elementos de$en presentar las mismas características de vaporización análogos potenciales de ionización8 peque9as variaciones en las condiciones de excitación o de tra$a&o de la película afectaran a am$as líneas con la misma intensidad la relación entre sus intensidades será constante. "l resultante de la línea espectral se mide con un densitómetro por comparación de la transmitancia de la línea con la de la zona de película no expuesta adacente a la línea.
Espectroscopia de emisión atómica EA! #e utiliza en la medición cuantitativa de la emisión óptica de átomos excitados para determinar la concentración de la sustancia analiza$le. Los átomos del analito en la solución son aspirados en la región de excitación donde son disueltos% vaporizados atomizados por una llama% descarga o plasma. "stas fuentes de atomización a altas temperaturas proveen energía suficiente para promover los átomos a niveles de energía altos. Los átomos vuelven a niveles más $a&os emitiendo luz.
Permite llevar a ca$o un análisis cuantitativo cualitativo de entre ;5 a 45 elementos. Los límites de detección para muc,os de estos
elementos son de una parte por mil millones. "s necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atómico. "ste proceso% conocido como atomización% consiste en volatilizar la muestra descomponerla en sus átomos quizá algunos iones gaseosos. Para la atomización de las muestras que se van a analizar se utilizan principalmente la atomización en flama (fotometría de llama) la atomización en ,orno. Los factores principales que determinan la magnitud de la emisión son/
< La distri$ución energética de niveles excitados. < Las pro$a$ilidades de transición para emisión a$sorción. < "l coeficiente de a$sorción atómica. < Las características de la celda de atomización.
Fotometr"a de ##ama: "s una técnica de emisión que utiliza una llama como fuente de excitación un fotodetector electrónico como dispositivo de medida. #e trata principalmente de un método de análisis cuantitativo es uno de los métodos más sencillos precisos para el análisis de metales alcalinos% la maor parte de los metales alcalinotérreos algún otro elemento metálico. 0am$ién es posi$le realizar un análisis cualitativo examinando todas las longitudes de onda del espectro de emisión (espectrofotometría de llama o fotometría de llama). #u aplicación es limitada si se compara con la espectroscopia de emisión ordinaria% a que la energía de la llama permite excitar únicamente de =5 a >5 elementos% siendo este número función del tipo de llama utilizada8 Las llamas son coloraciones características que producen los compuestos sodio(amarillo)% estroncio(ro&o)% $ario( verde) constituen ensaos cualitativos corrientes de estos elementos. La muestra de$e estar disuelta.
La radiación del elemento que interesa% cua fuente de luz suele ser una lámpara de cátodo ,ueco% se dirige a través de la flama que contiene el gas atómico. La solución del analito se ne$uliza por medio de un atomizador o ne$ulizador en finas gotitas se lleva a la flama. "l disolvente de las gotas se evapora de inmediato las partículas de sal se descomponen en átomos% iones electrones. Los átomos de la muestra a$sor$erán la radiación que emita el mismo átomo en la lámpara de cátodo ,ueco% con lo que se atenúa la energía de la fuente. -ediante un monocromador se separa la línea espectral del elemento que interesa de cualquier otra radiación que venga de la fuente o de la flama. La energía radiante de la fuente se transforma en corriente eléctrica mediante un tu$o foto multiplicador.
La fuente de radiación que provoca la activación de los átomos es una llama. "l monocromador será en aparatos comple&os filtros interferenciales en aparatos sencillos redes de $a&o poder de resolución. Los detectores podrán ser células fotovoltaicas o fototu$os% pueden medir intensidades relativamente altas. *omo todas las técnicas instrumentales% la espectrometría de llama es una técnica relativa. Por consiguiente% es necesario esta$lecer experimentalmente una curva (o función matemática) que relacione la se9al analítica o$tenida con la concentración del elemento analito en las soluciones a analizar. "n el caso más directo% la concentración de una solución incógnita se o$tiene por interpolación gráfica a partir de una curva de se9al (! o ?") vs. *% o$tenida con varios estándares (patrones) adecuadamente espaciados% que cu$ren el ám$ito de concentraciones requerido8 "n la maoría de los casos es necesario que la composición de las soluciones patrón sea similar a la de la muestra a analizar. "n el caso de soluciones muestras mu comple&as% en las que la presencia de elementos concomitantes puede afectar la respuesta o$tenida para el analito% existen otros procedimientos de cali$ración% tales como el método de agregado patrón de analito (simple o múltiple).
ado que los procesos que sufre el analito en la celda de atomización son esencialmente comunes a am$as técnicas% la selección del tipo condiciones de la llama (relación oxidante@com$usti$le) la región de o$servación% son críticas para numerosos elementos. 0am$ién es necesario optimizar el paso de $anda espectral del monocromador empleado para la selección de la longitud de onda% la velocidad de aspiración de la solución% los parámetros del sistema de detección lectura en el caso de a$sorción atómica% la intensidad de corriente de la lámpara de cátodo ,ueco.
?nterferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra so$re la se9al generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a un error sistemático. "xiste una interferencia cuando el resultado de la medición so$re una dada solución de muestra difiere del o$tenido con la misma concentración de analito en la misma com$inación química solvente% pero en ausencia del interferente.
"sencialmente las mismas interferencias se producen en ""! "!! con llama% aunque con magnitudes diferentes. Pueden clasificarse en cuatro grupos/
:. "spectrales% incluendo efectos de emisión o a$sorción de fondo. . 'ísicas% asociadas con el transporte dispersión de la muestra en la llama. =. Auímicas% relacionadas con la vaporización del soluto. B. e ionización% relacionadas con la variación de la concentración de átomos neutros emisores o a$sor$entes en la llama provocada por el fenómeno de ionización térmica. "n la siguiente figura se compara un esquema de espectrofotómetro de emisión de llama (a) él de a$sorción atómica ($).
Las venta&as fundamentales de la utilización de la llama como fuente de excitación son que los espectros son mu sencillos que los resultados cuantitativos tienden a ser más reproduci$les. Los espectros son sencillos de$ido a la $a&a energía de excitación de la llama que da lugar a pocas líneas de emisión. "ste ,ec,o ,ace disminuir el pro$lema de las interferencias espectrales a partir de líneas $andas de otros elementos además no implica la necesidad de un monocromador de elevada resolución. La maor reproduci$ilidad de estos métodos se de$e al me&or control de las varia$les en una excitación por llama.
Las dos desventa&as más importantes de los métodos de emisión en llama son que la energía de excitación es demasiado $a&a para la maoría de los elementos que la muestra de$e estar disuelta. "n a$sorción atómica la $a&a energía no es una desventa&a tan importante a que la misión de la llama% en ese caso% es únicamente
atomizar la muestra formar un vapor de átomos sin excitar8 por esta razón es aplica$le a un maor número de elementos que la fotometría de llama.
Otros tipos de espectroscopia atómica:
La atomización en ,orno% o electrotérmica se utiliza con un atomizador electrotérmico8 se toman peque9os volúmenes de muestra% normalmente unos microlitros% se depositan en el ,orno. *on un programa de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra% la materia orgánica se reduce a cenizas o car$ón se produce vapor atómico. "s de uno a dos órdenes de magnitud más sensi$le que la atomización en flama.
!lgunos métodos de "! emplean flamas para los átomos excitados% los cuales emiten una radiación característica cuando regresan a su estado fundamental. "n otros métodos de "! se emplean atomizadores más potentes como los del plasma inductivamente acoplado (P?*) los atomizadores de arco de c,ispa. ! diferencia de la a$sorción atómica% la emisión atómica se pude aplicar al análisis cualitativo. *on este método se pueden registrar espectros completos% donde e identifican los elementos por las longitudes de onda de las líneas de emisión.
"n alguna época% la emisión en flama se utilizó muc,o en los la$oratorios clínicos para determinar sodio potasio "stas técnicas se ,an reemplazado a,ora por métodos que utilizan electrodos selectivos para iones. e ,ec,o% a,ora es más importante la espectrometría de emisión en plasma inductivamente acoplado que la de emisión en flama% tam$ién es una fuente importante de iones para el análisis por espectrometría de masas.
Función $ condiciones de #as ##amas /
La llama tiene tres funciones $ásicas/ permite pasar la muestra a analizar del estado líquido a estado gaseoso8 descompone los compuestos moleculares del elemento de interés en átomos individuales o en moléculas sencillas excita estos átomos o moléculas.
Las condiciones que de$e cumplir una llama para considerarla satisfactoria es que tenga la temperatura adecuada que en ella se forme un am$iente gaseoso que permita las funciones mencionadas. !demás% el ruido de fondo de la llama no de$e interferir las o$servaciones a efectuar.
+na llama típica consta de/ cono interno% cono externo zona entre conos como podemos o$servar en la siguiente figura.
"l cono interno es la zona en que tiene lugar% generalmente% una com$ustión parcial% es decir sin equili$rio térmico. "sta zona se calienta por conducción radiación a partir de la región más caliente que se encuentra so$re ella. "n ella se forman los productos de oxidación intermedios% se produce una gran emisión de luz (a partir del com$usti$le no de la muestra)% una elevada ionización una gran concentración de radicales li$res. "s mu poco utilizada para tra$a&o analítico.
?nmediatamente encima de la región del cono interno se encuentra la zona interconal "s la llamada parte caliente de la llama en ella tiene lugar una com$ustión completa se alcanza casi un equili$rio termodinámico. "sta llama es la que se utiliza prácticamente en análisis por fotometría de llama espectroscopia de a$sorción atómica. La altura de esta zona so$re el quemador varía considera$lemente con el tipo de quemador% la naturaleza de los gases utilizados su velocidad de flu&o.
La región del cono externo es una zona de com$ustión secundaria en la que los productos parcialmente oxidados como el monóxido de car$ono pueden completar su com$ustión. "sta región se enfría por el aire circundante es% en general% una región poco útil.
Fenómenos %ue tienen #u&ar en #a ##ama
:. #e evapora el agua o los otros disolventes de&ando como residuo diminutas partículas de sal seca. . La sal seca se vaporiza% es decir% pasa al estado gaseoso. =. Las moléculas gaseosas% o una parte de ellas% se disocian progresivamente dando lugar a átomos neutros o radicales. "stos
átomos neutros son las especies a$sor$entes en espectroscopia de a$sorción atómica son las especies emisoras en fotometría de llama. B. Parte de los átomos neutros se excitan térmicamente o se ionizan. La fracción excitada térmicamente es importante en análisis por fotometría de llama a que el retorno al estado fundamental de los electrones excitados es el responsa$le de la emisión de la luz que se mide. >. Parte de los átomos neutros o de los radicales que se encuentran en la llama pueden com$inarse para formar nuevos compuestos gaseosos. La formación de estos compuestos reduce la po$lación de los átomos neutros en las llamas constitue las llamadas interferencias químicas que se presentan en los métodos de análisis que utilizan llamas.
La eficacia con que las llamas producen átomos neutros tiene muc,a importancia. La llama de óxido nitrosoacetileno% que es más caliente que la de aire acetileno% parece ser más efectiva para la formación de átomos neutros. Los metales alcalinos son una excepción% pro$a$lemente de$ido a que la ionización es aprecia$le en la llama caliente. "n cualquier caso% estos dos tipos de llama son los más adecuados para fotometría de llama a$sorción atómica.
! las temperaturas ordinarias de llamas es relativamente $a&a la fracción de átomos del estado fundamental que se excita. Cnicamente si la temperatura de la llama es mu elevada la fracción de átomos excitados empieza a ser aprecia$le. "ste ,ec,o pone de manifiesto la necesidad de controlar la temperatura de la llama cuidadosamente para fotometría de emisión. Por el contrario% la fracción de átomos en el estado fundamental es mu elevada % por lo tanto% peque9as fluctuaciones en la temperatura de la llama no son importantes para el análisis por a$sorción atómica.
La ionización que tiene lugar en las llamas produce normalmente la pérdida de un sólo electrón se puede representar/
! D !E E e ! F átomo neutro !E F su ion positivo e F electrón li$re
"ste proceso de disociación depende de la concentración o de la presión% a que una especie se disocia en dos. !l aumentar la presión parcial de los átomos en la llama% el porcenta&e de ionización disminue tal como de$e esperarse de la aplicación de la le de Le *,átelier.
! la temperatura de la llama acetilenooxígeno la maor parte de los elementos se encuentran aprecia$lemente ionizados. "l grado de ionización del elemento a analizar puede disminuirse por adición de una elevada concentración de otro elemento que sea más fácilmente ioniza$le (tampón de radiación o supresor de ionización).
"s preferi$le% por lo general% suprimir de este modo la ionización a utilizar temperaturas de llama más $a&as que ,acen aumentar las interferencias químicas.
II.
FUNCIONAMIENTO DE LA T'CNICA:
La solución que contiene la sustancia relevante que se analizará se di$u&a dentro de la ,ornilla se dispersa en la llama como aerosol fino. "l solvente se evapora primero% éndose dividido finalmente sólido partículas que se
mueven a la región más caliente de la llama donde gaseosas átomos iones se producen. !quí electrones se excitan como se descri$e anteriormente. "s común para a monocromador ser utilizado tener en cuenta la detección fácil. "n un nivel simple% la espectroscopia de la emisión de la llama se puede o$servar el usar apenas de a Gornilla de Hunsen muestras de metales. Por e&emplo% sodio el metal colocado en la llama $rillará intensamente amarillo% mientras que calcio las partículas del metal $rillarán intensamente ro&as% co$re colocado en la llama creará una llama verde. Ga cuatro etapas principales que ocurren durante esta espectroscopia de la emisión de la llama. :. E(aporación: La muestra que contiene partículas del metal es des,idratada por el calor de la llama se evapora el solvente. . Atomi)ación: Los iones del metal que esta$an en el solvente se reducen en esta etapa a los átomos del metal. Por e&emplo% -gE (aq) E magnesio del e (g). "s los electrones en los átomos del metal que a$sor$en energía del calor de la llama se mueven a los niveles de una energía más alta. →
=. E*citación: Los electrones en estos átomos del metal del estado de tierra pueden a,ora a$sor$er energía del calor de la llama. Los quanta (cantidad) de energía a$sor$ida dependen de las fuerzas electrostáticas de la atracción entre el electrón negativamente cargado el núcleo positivamente cargado. "sto alternadamente depende del número de protones en el núcleo. -ientras que los electrones a$sor$en energía se mueven a los niveles de una energía más alta están en el estado excitado. B. Emisión de #a radiación: Los electrones en el estado excitado son mu inesta$les movimiento detrás a$a&o al estado de tierra a$solutamente rápidamente. Pues ellos así que ellos emiten la energía a$sor$ieron. Para algunos metales esta radiación corresponde a las longitudes de onda de la luz en la región visi$le del espectro electromagnético se o$serva como color característico del metal. Pues los electrones de diversos niveles de energía pueden a$sor$er la luz el color de la llama o$servado será una mezcla de todas las diversas longitudes de onda emitió por los diversos electrones en el átomo del metal $a&o investigación.
*olorantes de la llama 1o&o oscuro cloruro del litio 1o&o cloruro del estroncio !naran&ado cloruro de calcio (un tipo de polvo de $lanquear) !marillo cloruro de sodio (sal) Ierde amarillento $órax ($orato de sodio) Ierde sulfato de co$re !zul cloruro de co$re Iioleta cociente de =/:% = porciones de sulfato del potasio% nitrato del potasio de : porción Púrpura cloruro del potasio Hlanco sulfato del magnesio (sales de epsom)
A+LICACI,N CON UN E-EM+LO +ARTE E+ERIMENTAL "n espectrometría de llama se consigue que los átomos emitan pocas líneas porque la temperatura que se alcanza con la llama es peque9a. #olo se consigue que pocos átomos pasen del nivel fundamental a niveles activados. 3o se puede usar para análisis cualitativo% se emplea para análisis cuantitativo. #e emplea para determinar la concentración de sodio% potasio% calcio en materiales $iológicos (suero sanguíneo). Podemos preguntarnos por la precisión% exactitud% sensi$ilidad% selectividad o versatilidad del método. La precisión es la concordancia de las medidas entre si. La exactitud es la comparación entre lo que medimos el valor verdadero% difícil de determinar puesto que el valor verdadero pocas veces se conoce. La
sensi$ilidad es la capacidad de un método para permitirnos conocer la cantidad más peque9a posi$le de esa sustancia o las variaciones más peque9as posi$les de ella% será más sensi$le cuanto menor sea la cantidad que podemos determinar. La selectividad es la capacidad de un método para medir una sola sustancia la versatilidad es la capacidad de un método para poder determinar un gran número de sustancias con el mismo aparato. +n método analítico requiere/ gran precisión% exactitud% sensi$ilidad% selectividad versatilidad. "n fotometría de llama se analiza sodio% potasio calcio en muestras $iológicas fundamentalmente. Para ,acer análisis cuantitativos se utilizan algunos de estos métodos/
M/todo directo #e preparan una serie de patrones con distintas concentraciones% para o$tener una recta de cali$rado% al menos oc,o puntos para trazar la recta. #e toma agua en medio G*l que es aspirado por el gas oxidante ,acia el quemador% se a&usta a cero el aparato midiendo la intensidad de emisión del disolvente para no tener ruido de fondo. #e toma el patrón más concentrado se realiza la misma operación a&ustando la a,u&a a cien para de esta forma aumentar la escala. #e mide luego la intensidad de emisión de todos los patrones. #e traza la línea de cali$rado que de$e ser una línea recta. Las líneas de cali$rado son lineales para el sodio% cuando la concentración de sodio varía entre 5 5%: partes por millón% curvándose al aumentar la concentración. Las líneas de cali$rado se curvan de$ido a que/ parte de la radiación se a$sor$e por los átomos li$res en estado fundamental% esta a$sorción es maor al aumentar la concentración% ,a que tra$a&ar con disoluciones diluidas o tam$ién de$ido a que los átomos se ionizan o $ien a los fenómenos de disociación de óxidos o ,idruros que se ,aan formado. +na vez o$tenida la recta de cali$rado se mide la se9al emitida por la muestra pro$lema% por interpolación se o$tiene el valor de la concentración. "ste método presenta desventa&as/ :. las sustancias que acompa9an al sodio a$sor$en tam$ién parte de la radiación o pueden emitir. #i no se conocen esas sustancias% no se pueden a9adir a las muestras patrones luego se producen variaciones en la medida de la muestra patrón.
. la radiación de fondo depende de la temperatura de la llama. =. variaciones en la velocidad de flu&o% $ien de la muestra o del gas oxidante% no afectan por igual a las muestras patrones al pro$lema. "ste método no se utiliza muc,o.
M/todo de adición de patrón #e utiliza como patrón el mismo elemento que se quiere analizar. "n una serie de patrones aforados se pone un mismo volumen de muestra a analizar. #e a9aden cantidades diferentes de patrón a9adido. #e enrasan todas las disoluciones al mismo volumen para que la muestra tenga así la misma concentración. "stará diluida al mismo volumen. #e a&usta a cero con un patrón $lanco a :55 con la muestra más concentrada. #e representa la intensidad emitida frente a cada concentración de patrón a9adido% o$teniéndose una línea recta. La intensidad de emisión es cuando la concentración de patrón es cero. "s la intensidad de emisión de la muestra. Lo que queremos determinar es la cantidad de sodio que contiene la muestra. #e puede ,acer/ :. "xtrapolar la línea. La ordenada en el origen es la intensidad de la muestra% la a$scisa en el origen será el valor de la concentración de la muestra. . *alcular la a$scisa correspondiente a una ordenada igual a la intensidad de la muestra. =. Leer el valor de la ordenada en el origen calcular la pendiente de la recta. #e divide luego la ordenada en el origen por la pendiente. 0iene como venta&a este método que la sustancias que acompa9an a la muestra van a acompa9ar a todos los patrones. *omo inconveniente% la recta de cali$rado de$e ser recta% dependiendo de a que concentraciones tra$a&emos esto no es posi$le% aunque se puedan ,acer diluciones% estas de$en ser iguales.
M/todo de# patrón interno
#e toma como patrón una sustancia que responda en el fotómetro de llama de manera mu parecida a la sustancia que se analiza que no esté en las muestras que vamos a analizar. "n el caso de fotometría de llama se quiere analizar sodio o potasio en muestras $iológicas. Por eso se usa Li como patrón porque/ da una emisión a una F J;: nm con una sensi$ilidad de 5%; mcgr@ml% en las muestras $iológicas no ,a litio. #e preparan varias disoluciones patrón en las que colocamos la misma concentración de litio cantidades distintas de disolución patrón de sodio. "nrasamos al mismo volumen. Lo mismo ,aremos con la muestra pro$lema. #e representa la relación entre la intensidad de emisión de sodio@litio en función de la concentración de sodio. Por interpolación se o$tiene la concentración de sodio en la muestra. La venta&a de este método es que cualquier interferencia posi$le va afectar de igual forma al patrón que a la muestra que se analiza% por lo que van a poder eliminarse sus efectos. "n este método del patrón interno es importante el uso de los espectrofotómetros de do$le ,az.
Conc#usiones •
:. "n la espectroscopia de emisión% son los electrones de valencia de los elementos los que se excitan% para dar lugar a espectros atómicos formados por picos $ien definidos estrec,os% empleándose como líneas analíticas las líneas últimas o de referencia. Permite la determinación de metales algunos metaloides% con una exactitud del orden del K% mediante el empleo de muestras sólidas en el caso de los metales sus aleaciones muestras en forma de polvo% ligadas con grafito u otro $uffer como las sales de metales alcalinos.
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. "xisten varias fuentes de excitación utilizadas en la espectroscopia de emisión atómica entre ellas se encuentran/ la llama% el arco eléctrico de corriente alterna (ca)% el arco eléctrico de corriente directa (cd)% la c,ispa eléctrica. *ada uno tiene venta&as aplicaciones especiales. #in em$argo% la función de cada unidad de excitación es que la muestra se vaporice excitar los electrones en los átomos vaporizados a niveles de energía superiores. =. Las fuentes de plasma ofrecen varias venta&as comparadas con los métodos de llama electrotérmico. +na de las venta&as constitue la de ser una técnica para elementos múltiples tiene un amplio rango de tra$a&o. Las fuentes de plasma actuales (*P) $rindan un método muc,o más fácil para la manipulación de muestras gaseosas líquidas. "l espectro para docenas de elementos puede ser registrado al mismo tiempo% algo mu importante cuando la muestra es peque9a. Las fuentes de plasma tam$ién permiten la determinación de no metales como cloro% $romo% odo azufre. B. "n la década del 45% del siglo pasado% la firma #P"*01 entró en el mercado con el primer analizador estacionario de metales. "sta firma se9ala las venta&as analíticas que $rindan el sistema multióptico% que permite la determinación simultánea de varios elementos% la economía de tiempo el empleo de una atmósfera inerte (!rgón). *on las cuales el #pectrola$ ganó la aceptación en el mercado% especialmente en la industria metalúrgica la de recicla&e.
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