TÉCNICAS DE ATOMIZACIÓN DE MUESTRAS ATOMIZACIÓN DE LLAMA
En un atomizador de llama, una solución de la muestra se nebuliza mediante un flujo de oxidante gaseoso mezclado con un combustible también gaseoso y se lleva hacia una llama donde ocurre la atomización. Como se ilustra en la siguiente figura, en la llama ocurre un conjunto complejo de procesos interconectados. interconectados. El primero es la desolvatación, en la que el disolvente se evapora para producir un aerosol molecular finamente dividido. Luego este se volatiliza para formar moléculas de gas. La disociación de la mayor parte de dichas moléculas produce un gas atómico. Algunos de los átomos del gas se ionizan para formar cationes y electrones. Otras moléculas y átomos se producen en la llama como resultado de las interacciones del combustible con el oxidante y con las distintas especies de la muestra. Como se indica en la siguiente figura, una fracción de las moléculas, átomos y iones se excitan también por el calor de la llama para producir espectros espectros de emisión atómicos, iónicos y moleculares. Con tantos procesos complejos que ocurren, no es sorprendente sorprendente que la atomización sea el paso más decisivo en la espectroscopía de llama y el único que limita la precisión de tales métodos.
Tipos de llamas En la siguiente tabla se enlistan los combustibles y oxidantes comunes en la espectroscopía espectroscopía de llama y el intervalo aproximado aproximado de temperaturas temperaturas que se logran con estas mezclas. Observe que cuando el aire es el oxidante, se logran temperaturas de 1700 °C a 2400°C con varios combustibles. A estas temperaturas solo se atomizan las muestras que se descomponen con facilidad, así que se debe usar oxígeno u óxido nitroso como oxidante para muestras más refractarias. Estos oxidantes producen temperaturas de 2500°C a 3100°C.
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ATOMIZACIÓN ELECTROTÉRMICA
Los atomizadores electrotérmicos, son más sensibles debido que la muestra completa se atomiza en un corto periodo, y el tiempo de residencia promedio de los atómos en la trayectoria óptica es de un segundo o más. Los atomizadores electrotérmicos electrotérmicos se usan para medir la absorción y la fluorescencia atómicas, pero en general no se aplican en la producción directa de espectros de emisión. No obstante, se usan para evaporar muestras en espectroscopia de emisión de plasma acoplado de manera inductiva. En los atomizadores electrotérmicos, electrotérmicos, unos cuantos mililitros de la muestra se evaporan primero a una temperatura baja y luego se convierten en cenizas a una temperatura un poco más alta en u tubo de grafito que se calienta eléctricamente, similar al de la siguiente figura. O en un crisol de grafito. Después de convertirlos en ceniza, la corriente con rapidez a varios cientos de amperes, que hacen que la temperatura temperatura se eleve de 2000 a 3000°C; la atomización de la muestra ocurre en un periodo que va de unos cuantos milisegundos hasta segundos. En este dispositivo la atomización ocurre en un tubo de grafito cilíndrico que está abierto en ambos extremos y que tiene un orificio central para la introducción de la muestra por medio de una micropipeta. El tubo es de unos 5 cm de largo y tiene un diámetro interno de poco menos de 1 cm. El tubo de grafito intercambiable se ajusta cómodamente en un par de contactos eléctricos de forma cilíndrica, hechos también de grafito, que se ubican en los dos extremos del tubo y se mantienen en una carcasa de metal enfriada por agua. Se suministran dos corrientes de gas inerte. La corriente externa evita que entre aire del exterior e incinere el tubo. La corriente interna fluye hacia los dos extremos del tubo y sale del puerto de muestra central. Esta corriente excluye no sólo el aire, sino que también sirve para arrastrar vapores generados en la matriz de muestra durante las dos primeras etapas de calentamiento.
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TÉCNICAS DE ATOMIZACIÓN ESPECIALIZADAS
Otros métodos de atomización se describen brevemente en esta sección.
ATOMIZACIÓN CON DESCARGA LUMINISCENTE
Un dispositivo de descarga luminiscente produce un vapor atomizado que puede ser barrido en una celda para medir la absorción. Este dispositivo de descarga luminiscente es una fuente versátil que efectúa la introducción y la atomización de la muestra en forma simultánea. Una descarga luminiscente tiene lugar a una atmósfera de gas argón de baja presión entre un par de electrodos mantenidos a un voltaje de cd de 250 a 1100 V. El voltaje aplicado ocasiona que el gas argón se descomponga descomponga en iones argón con carga positiva y electrones. El campo eléctrico acelera acelera os iones argón hacia la superficie del cátodo que contiene la muestra. Los átomos neutros de la muestra son expulsados entonces por un proceso llamado chisporreo. chisporreo. El vapor atómico producido por una descarga luminiscente consta de una mezcla de átomos e iones que puede ser determinada mediante absorción atómica o fluorescencia o mediante espectrometría de masas.
ATOMIZACIÓN DE HIDRUROS
Las técnicas de generación de hidruros representan un método para introducir como un gas muestras que contienen arsénico, antimonio, estaño, selenio, bismuto y plomo en un atomizador. Tal procedimiento incrementa los límites de detección para estos elementos por un factor de 10 a 100. Debido a que varias especies de estas son muy tóxicas, es muy importante determinarlas a niveles de concentración bajos. Esta toxicidad dicta también que los gases de la atomización deben ser eliminados de modo seguro y eficiente. El Hidruro volátil se barre hacia l a cámara de atomización mediante mediante un gas inerte. La cámara es por lo regular un tubo de sílice calentado a varios cientos de grados en un horno de tubo o en una flama donde tiene lugar la descomposición del hidruro, lo que da lugar a la formación de átomos de analito. La concentración concentración del analito se mide entonces por absorción o emisión. La señal tiene una forma de pico similar a la que se obtiene con la atomización electrotérmica.
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ATOMIZACIÓN DE VAPOR FRIO
La técnica de vapor frio es un método de atomización aplicable solo a la determinación de mercurio porque es el único elemento metálico que tiene una presión de vapor considerable a una temperatura ambiente. La determinación de mercurio en varios tipos de muestras es de vital importancia debido debido a la toxicidad de los componentes componentes de mercurio orgánicos y su extendida distribución en el ambiente. Un método popular para esta determinación es la vaporización en frio seguida de la espectrometría de absorción atómica.
