análisis instrumental tema 1 metodos opticos

5/8/2018 Análisis Instrumental Tema 1 Metodos opticos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/analisis-instrumental-tema-1-metodos-opticos 1/70

1

ANÁLISIS INTRUMENTAL ANÁLISIS INTRUMENTAL

UNIDAD Nº 1 MÉTODOS OPTICOS� Fundamentos teóricos y prácticos de los métodos

ó pticos.

� Métodos de absorción y emisión molecular UV-V isible.

� Métodos de absorción y emisión atómica a la llama.

� Métodos de emisión atómica por chis pa, por arco y por

plasma de argón.



2

ObjetivosObjetivos

�� Describir los métodos ó pticos para analizar muestras.Describir los métodos ó pticos para analizar muestras.�� Utilizar los métodos ó pticos para analizar muestras.Utilizar los métodos ó pticos para analizar muestras.

�� Describir los com ponentes de los distintos es pectrofotómetros.Describir los com ponentes de los distintos es pectrofotómetros.

�� Describir el funcionamiento de los es pectrofotómetros.Describir el funcionamiento de los es pectrofotómetros.

�� Describir las técnicas de análisis de una muestra por medio de los Describir las técnicas de análisis de una muestra por medio de los métodos ó pticos.métodos ó pticos.

�� Pre parar muestras para analizar por métodos ó pticos.Pre parar muestras para analizar por métodos ó pticos.

�� R esol ver problemas de análisis de una muestra por medio de los R esol ver problemas de análisis de una muestra por medio de los métodos ó pticos.métodos ó pticos.

�� Inter pretar los resultados obtenidos en el análisis de una muestra Inter pretar los resultados obtenidos en el análisis de una muestra por medio de los métodos ó pticos. por medio de los métodos ó pticos.



3

ANÁLISIS INTRUMENTAL ANÁLISIS INTRUMENTAL�� Es el análisis Químico en el que se utilizan Es el análisis Químico en el que se utilizan

instrumentosinstrumentos

² ²

Los instrumentos detectan señales que no son Los instrumentos detectan señales que no son com prensibles por el hombre.com prensibles por el hombre.

² ² Cualquier pro piedad que pueda ser cuantificada puede Cualquier pro piedad que pueda ser cuantificada puede crear un instrumento.crear un instrumento.

�� D, indice de refracción, pto. Ebullición, pto. Fusión, es pectros D, indice de refracción, pto. Ebullición, pto. Fusión, es pectros etc. etc.



4

Es pectrosco píaEs pectrosco pía

�� Ciencia que estudia las interacciones entre la Ciencia que estudia las interacciones entre la radiación (REM) y la materia.radiación (REM) y la materia.

��

Métodos es pectroscó picos de análisis:Métodos es pectroscó picos de análisis: ² ² Métodos que miden la cantidad de radiación producida Métodos que miden la cantidad de radiación producida

o absorbida por los átomos o moléculas que se analizan.o absorbida por los átomos o moléculas que se analizan.



5

¿Que es la REM?¿Que es la REM?

Es un a forma de energía que se pro paga por Es un a forma de energía que se pro paga por

el es pacio con o sin materia, aun en el vacío.el es pacio con o sin materia, aun en el vacío.



6

�� Teoría ondulatoriaTeoría ondulatoria

² ² Modelo clásico de onda sinusoidal. Modelo clásico de onda sinusoidal.

�� Longitud de ondaLongitud de onda�� FrecuenciaFrecuencia

�� A m plitud A m plitud

² ² Modelo cor puscular.Modelo cor puscular.

�� Flujo de partículas o paquetes ondulatorios de Flujo de partículas o paquetes ondulatorios de energía. FOTONES.energía. FOTONES.

Com portamiento de la REMCom portamiento de la REM



7

Características de la REMCaracterísticas de la REM

�� ³ ³ ´ ´ (distancia entre dos máx..) m ;cm ;nm.(distancia entre dos máx..) m ;cm ;nm.

�� ´ v µ (distancia recorrida) m/s ; cm/s ´ v µ (distancia recorrida) m/s ; cm/s

�� ´ A µ (distancia máx. R es pecto al re poso)´ A µ (distancia máx. R es pecto al re poso)

�� ´ ´ µ (numero de oscilaciones por segundo)µ (numero de oscilaciones por segundo)

-

0

P



8

Fenómenos que ex perimentaFenómenos que ex perimenta

�� R efracción: cambio de dirección entre dos R efracción: cambio de dirección entre dos mediosmedios

��

R ef lexión: Luz ref lejadaR ef lexión: Luz ref lejada�� Dis persión: variación delDis persión: variación del según la según la , haz , haz

policromática. policromática.

��

Difracción: cuando el haz pasa a traves de una Difracción: cuando el haz pasa a traves de una hendidura, las ondas se se paran en todas hendidura, las ondas se se paran en todas direcciones. direcciones.



9

�� Interferencias: las ondas interactúan, am plificándose Interferencias: las ondas interactúan, am plificándose

o disminu yendo. o disminu yendo.

»» ConstructivaConstructiva

»» DestructivaDestructivaC=0

C=A+B



10

Pro piedades Cor puscularesPro piedades Cor pusculares

�� La materia esta organizada de modo que su energía La materia esta organizada de modo que su energía esta distribuida en niveles cuantizados.esta distribuida en niveles cuantizados.

Absorción

Emisión

Ei

0

Ej



11

El es pectro electromagnéticoEl es pectro electromagnético



12

Es pectrosco pia: interacción de la REM con la Es pectrosco pia: interacción de la REM con la

materiamateria�� Emisión:Emisión:

² ² La muestra se estimula mediante energía térmica, radiante, La muestra se estimula mediante energía térmica, radiante, eléctrica o química. eléctrica o química.

² ² El estimulo provoca transiciones hasta un nivel energético su perior El estimulo provoca transiciones hasta un nivel energético su perior

o estado excitado.o estado excitado.

² ² Al regresar al estado base se produce la emisión de energía. Al regresar al estado base se produce la emisión de energía.

² ² Se mide la cantidad de energía emitida por el analito.Se mide la cantidad de energía emitida por el analito.

�� A bsorción A bsorción

² ²

La materia absorbe parte de la radiación que incide y provoca la La materia absorbe parte de la radiación que incide y provoca la transición del analito a niveles energéticos su periores. transición del analito a niveles energéticos su periores.

² ² Se mide la cantidad de radiación absorbida por el analito.Se mide la cantidad de radiación absorbida por el analito.



13

A bsorción de radiación A bsorción de radiación

�� La absorción es un fenómeno mediante el cual la energía La absorción es un fenómeno mediante el cual la energía electromagnética se transfiere a los átomos, iones o electromagnética se transfiere a los átomos, iones o moléculas que com ponen la sustancia que atraviesa.moléculas que com ponen la sustancia que atraviesa.

�� La radiación provoca la excitación de las partículas desde La radiación provoca la excitación de las partículas desde su estado base o fundamental a un estado excitado de su estado base o fundamental a un estado excitado de energía más elevada.energía más elevada.

�� Los átomos, molécula o iones solo pueden absorber Los átomos, molécula o iones solo pueden absorber cantidades discretas de energía que coincida con la cantidades discretas de energía que coincida con la

diferencia de energía entre el estado base y el estado diferencia de energía entre el estado base y el estado excitado.excitado.



14

A bsorción atómica y molecular A bsorción atómica y molecular

�� Las partículas monoatómicas Las partículas monoatómicas adsorben solo unas pocas adsorben solo unas pocas frecuencias bien definidas de la frecuencias bien definidas de la radiación que la atraviesa. Debido a radiación que la atraviesa. Debido a la pequeña cantidad de posibles la pequeña cantidad de posibles

estados energéticos.estados energéticos.�� Los es pectros atómicos de Los es pectros atómicos de

absorción están constituidos por absorción están constituidos por una serie de líneas agudas bien una serie de líneas agudas bien definidasdefinidas

�� Los es pectros moleculares son Los es pectros moleculares son bandas de absorción de am plio bandas de absorción de am plio intervalo de longitudes de ondaintervalo de longitudes de onda



15

A bsorción molecular A bsorción molecular

�� El número de estados de energía de las moléculas El número de estados de energía de las moléculas

es enorme. es enorme. �� La energía asociada a la banda de una molécula La energía asociada a la banda de una molécula

viene dada por: viene dada por:

Eo

eo

Niveles de

energía

vibrecional

E1

E2

e'o

e1

e2

e3

e4

e'1

e'2

e'3

e'4

e''o

e'1

e''1

e''2e''3

e''4

Visible

UV

IR

Absorción

Relajacion

no radiante Fluorescencia

Fluorescenciade resonancia

Estadoelectrónicofundamental

Estadoelectrónicoexitado 1

Esadoelectrónicoexitado 2

electrónica vibracional rotacional E E E E !



16

Es pectrosco pía de absorción en el UV Es pectrosco pía de absorción en el UV--VIS VIS��

Términos:Términos: ² ² Transmitancia:Transmitancia:

�� Es la fracción de la radiación incidente que es Es la fracción de la radiación incidente que es transmitidatransmitida

² ² A bsorbancia: A bsorbancia:�� Se define comoSe define como

Solucion

absorbente

P o P

b

c o

P T

P !

o P

A l og P

!

A l og T !



17

A bsortividad A bsortividad

�� La A bsorbancia es directamente pro porcional a la longitud La A bsorbancia es directamente pro porcional a la longitud de la tra yectoria de la radiación dentro de la solución de la tra yectoria de la radiación dentro de la solución absorbente y a la concentraciónabsorbente y a la concentración

A a b c

ab

c

! � �

: Es una constante de pro porcionalidad: Es la longitud de la tra yectoria.

: Es la concentración

A b cI

I

! � �

: s la bs rtivi a m olar



18

Le y de BeerLe y de Beer

�� Para una solución que contenga más de una Para una solución que contenga más de una es pecie absorbente (es pecie absorbente ( igual)igual)

T otal 1 2 i

T otal 1 1 2 2 i i

A A A .... A

A bc bc .... bcI I I

!

!



19

R e presentación Grafica de LLBR e presentación Grafica de LLB

�� Curvas de CalibraciónCurvas de Calibración

A

c

T

c

Log T

c



20

Confección de Curva de CalibraciónConfección de Curva de Calibración

�� Selección de Selección de , para esto se confecciona un , para esto se confecciona un es pectrogramaes pectrograma

A



21

V alidez de la LLB V alidez de la LLB

�� Luz monocromáticaLuz monocromática

�� Soluciones diluidas (C <0,01 M)Soluciones diluidas (C <0,01 M)�� Soluciones verdaderas.Soluciones verdaderas.

�� o a debe ser inde pendiente de la concentración.o a debe ser inde pendiente de la concentración.

�� Tem peratura constanteTem peratura constante



22

Desviaciones de la LLBDesviaciones de la LLB�� Ocurren desviaciones químicas cuando el analito Ocurren desviaciones químicas cuando el analito

se asocia, se disocia o cuando reacciona con else asocia, se disocia o cuando reacciona con eldisol vente para originar un producto con un disol vente para originar un producto con un es pectro de absorción diferente.es pectro de absorción diferente.

�� Ejem plo.Ejem plo.

² ² Los indicadores ácido base no cum plen la le y de Beer Los indicadores ácido base no cum plen la le y de Beer pues el cambio de coloración está asociado a la pues el cambio de coloración está asociado a la disociación y las es pecies disociadas presentan disociación y las es pecies disociadas presentan diferente coloracionesdiferente coloraciones



23

Desviaciones químicasDesviaciones químicas

A

nm375 450

CrO4-2/ OH-

Cr 2O7-2/ H+



24

Desviaciones instrumentalesDesviaciones instrumentales

�� Cuando las absortividades molares son Cuando las absortividades molares son diferentes para cada longitud de onda, la diferentes para cada longitud de onda, la relación entre A y la concentración no es linealrelación entre A y la concentración no es lineal

y a medida que esta diferencia es ma yor, y a medida que esta diferencia es ma yor, también será ma yor la desviación de la también será ma yor la desviación de la linealidad y no se cum ple la ecuación de Beer.linealidad y no se cum ple la ecuación de Beer.



25

Desviaciones instrumentalesDesviaciones instrumentales1.1. Falta de monocromaticidad en el haz de medida. Falta de monocromaticidad en el haz de medida.

B

A

A

A

c



26

Desviaciones InstrumentalesDesviaciones Instrumentales

2.2. Luz es purea: luz que llega al detector, pero no Luz es purea: luz que llega al detector, pero no pasa a través de la cubeta de la muestra. pasa a través de la cubeta de la muestra.



27

InstrumentaciónInstrumentación

�� Instrumento Generalizado:Instrumento Generalizado:1.1. Fuente.Fuente.

2.2. Control de Intensidad Luminosa.Control de Intensidad Luminosa.

3.3. Selector de longitud de onda.Selector de longitud de onda.

4.4. Porta muestra.Porta muestra.

5.5. Detector.Detector.

6.6. A m plificador A m plificador

7.7. Dis positivo de Lectura. ProcesadorDis positivo de Lectura. Procesador



28

1.1.-- Fuente LuminosaFuente Luminosa

�� Pro porciona la Energía que se va a utilizar Pro porciona la Energía que se va a utilizar (haz de Luz)(haz de Luz)

�� R equisitosR equisitos

² ² Constante en el tiem poConstante en el tiem po

² ² PuntiformesPuntiformes



29

Fuentes Luminosas Fuentes Luminosas �� Cuer pos IncandescentesCuer pos Incandescentes

² ² Lám paras de filamento de tungsteno.Lám paras de filamento de tungsteno.

�� Emite es pectro continuo entre 350 y 2500 nm. (VISEmite es pectro continuo entre 350 y 2500 nm. (VIS--IRC)IRC)

² ² Lám paras de TungstenoLám paras de Tungsteno--iodoiodo

�� Contienen una pequeña cantidad de yodo dentro. Contienen una pequeña cantidad de yodo dentro. Ma yor vida media que las lám paras de tungsteno yMa yor vida media que las lám paras de tungsteno yson mas eficientesson mas eficientes..

�� Descarga EléctricaDescarga Eléctrica ² ² Lám paras de xenón.Lám paras de xenón.

�� Lám paras de deuterio e hidrógenoLám paras de deuterio e hidrógeno

² ² Lám paras de deuterio e hidrógenoLám paras de deuterio e hidrógeno

�� Produce un es pectro continuo en la región del UV . Produce un es pectro continuo en la región del UV . De 160 a 375 nmDe 160 a 375 nm



30

Fuentes LuminosasFuentes Luminosas

�� Descarga EléctricaDescarga Eléctrica ² ² Lám paras de V a por de Hg.Lám paras de V a por de Hg.

�� R ango desde 200 a 700 nm.R ango desde 200 a 700 nm.

² ² Lám paras de A rgónLám paras de A rgón�� R ango de 105 a 165 nm.R ango de 105 a 165 nm.



31

Control de Intensidad LuminosaControl de Intensidad Luminosa

�� Permite R egular la potencia radiante del haz Permite R egular la potencia radiante del haz luminoso luminoso

Porta muestraPorta muestra

�� Contiene la muestra y nos entrega el es pesor Contiene la muestra y nos entrega el es pesor ó ptico.ó ptico.

² ²

VIS: se em plea material de vidrio (330 VIS: se em plea material de vidrio (330--2500 nm) o 2500 nm) o plástico (350 plástico (350--800 nm)800 nm)

² ² UV : cuarzo (180UV : cuarzo (180--3500 nm)3500 nm)



32

Dis positivo Seleccionador de Longitud de Dis positivo Seleccionador de Longitud de

OndaOnda

�� Permiten seleccionar cierta Permiten seleccionar cierta o rango o rango

de de , existen dos ti pos:, existen dos ti pos: ² ² Filtros (Discontinuos)Filtros (Discontinuos)

² ² Monocromadores (Continuos)Monocromadores (Continuos)



33

FiltrosFiltros

�� Son medios coloreados que aislan una banda Son medios coloreados que aislan una banda de de desde un es pectro continuo.desde un es pectro continuo.

�� Para elegir un buen filtro debe tener lo Para elegir un buen filtro debe tener lo siguientesiguiente

² ² Pasabanda estrechaPasabanda estrecha

² ² n grande n grande



34

Curva %T v/s Curva %T v/s

%T

1

1/2

2

n

Pasabanda



35

MonocromadoresMonocromadores

�� A islan las A islan las , regulando el dis positivo:, regulando el dis positivo:

�� R .E. fija el ancho del hazR .E. fija el ancho del haz

�� C. lente o es pejo produce el haz paraleloC. lente o es pejo produce el haz paralelo

�� E.D. Prisma o red de difracción, dis persa la E.D. Prisma o red de difracción, dis persa la radiación en sus radiación en sus individualesindividuales

�� E.E. forma de nuevo la imagenE.E. forma de nuevo la imagen

�� R .S. determina banda es pectral y la pureza delR .S. determina banda es pectral y la pureza delhaz de medidahaz de medida

R.E C

E.D.

E.E. R.S.



36

DetectorDetector

�� Transductor que convierte la Potencia radiante Transductor que convierte la Potencia radiante de la REM en una señal que sea leible.de la REM en una señal que sea leible.

² ² SensibleSensible

² ²

R es puesta LinealR es puesta Lineal ² ² Tiem po de res puesta cortoTiem po de res puesta corto

² ² EstableEstable

² ² A m plificable A m plificable



37

Ti pos de DetectoresTi pos de Detectores

�� Fotoelemento: 400Fotoelemento: 400--800 nm800 nm

�� Fototubo A zul: 220Fototubo A zul: 220--650 nm650 nm

�� Fototubo R ojo: 650Fototubo R ojo: 650--950 nm950 nm

�� Fotomulti plicador: 200Fotomulti plicador: 200--650650

�� Fotocelda de Silicio: 200Fotocelda de Silicio: 200--1200 nm 1200 nm

��

R ed de Diodos: 160R ed de Diodos: 160--1600 nm1600 nm



38

Dis positivo de LecturaDis positivo de Lectura

�� Presentación de datosPresentación de datos

² ² A nalógica A nalógica

² ² DigitalDigital



39

Clasificación de InstrumentosClasificación de Instrumentos

�� Instrumento de un solo hazInstrumento de un solo haz

Selector

de PMuestra

Referencia

Fotodetector

Medidor

Obturador

Fuente



40

SPECTRONIC 20SPECTRONIC 20��

Es pectrofotómetro de un solo hazEs pectrofotómetro de un solo haz

D i r l SP CT IC 0

¡ ¢

t¢

t£

¤

¢

¡

iltr ¢

¥ £

¦ §

tr ̈

©

¤

¦

rt£

r ̈

¦

§

̈

li ̈

l £

§

¢ r

C¢

tr ¢

l

¦

l£

z

C ¢

tr ¢ l

¦

l ¢

it £

¦

¢

̈

¦

¦

ifr ̈

i

L¦

t¦

¢

¤

j¦

ti ¢

©

¤

¦

rt£

r ̈

¦

§

̈

li ̈

L¨

p ̈

r ̈

L¦

t¦

¢

¦ §

¨ ¢

r

D i p iti p r l tr ll z



41

Instrumentos de doble hazInstrumentos de doble haz

S l t r

Pt r

t t t r

D e t e c t r

e l

p e je c t r iz

t

r

e f e r e n c i

C ñ p t ic a

F u e n t e

E s p e j r e d

S e le c t r

d e P

F u e n t e

A m p l i f i c a d o r

d if e r e n c i a l Le c

tu

r a

F o t o d e t e t o r

F o t o d e t e t o r

!

u e s tr a

R e f e r e n c ia

R e f e r e n c i a

E s p e j o

d i " i s o r

E s p e j o

E s p e j o

#

e n t a n a



42

Equi po Modelo Car y 50, marca V ariantEqui po Modelo Car y 50, marca V ariant



43

Camino ÓpticoCamino Óptico



44

Características del Equi poCaracterísticas del Equi po

�� Lám para de XenónLám para de Xenón�� R ango es pectral UV R ango es pectral UV--V is V is

�� Mono hazMono haz

��

Detector FotodiodoDetector Fotodiodo�� Entrega de datos digitalEntrega de datos digital



45

Aplicaciones Es pectrosco pia VIS Aplicaciones Es pectrosco pia VIS

�� Sustancias A bsorbentes (cum ple LLB,Sustancias A bsorbentes (cum ple LLB, alto)alto)

�� Sustancias No A bsorbentesSustancias No A bsorbentes

² ² Sust. No absorbente + R .C.Sust. No absorbente + R .C.



46

Características de R eactivo CromogénicoCaracterísticas de R eactivo Cromogénico

�� Estables en el tiem poEstables en el tiem po�� Color IntensoColor Intenso

�� Cum plir con la L.L.B.Cum plir con la L.L.B.

�� SolubleSoluble�� No debe ser afectado por cambios de pH, tº, No debe ser afectado por cambios de pH, tº,

etc.etc.

² ² Ejem plos: 1,10Ejem plos: 1,10--fenantrolina, batofenantrolina, fenantrolina, batofenantrolina, batocu proina. batocu proina.



47

R eactivo CromogenicoR eactivo Cromogenico

�� Debe ser estable y soluble en la soluciónDebe ser estable y soluble en la solución

�� Desarrollar rá pidamente el colorDesarrollar rá pidamente el color

�� R eacción estequiometrica con la sustancia a R eacción estequiometrica con la sustancia a determinardeterminar

�� No debe absorber a la No debe absorber a la de trabajode trabajo

�� Es pecíficoEs pecífico

�� Puro y libre de InterferentesPuro y libre de Interferentes



48

Aplicaciones Es pectrosco pia VIS Aplicaciones Es pectrosco pia VIS

Determinaciones CuantitativasDeterminaciones Cuantitativas

Características:Características:

1.1. A m plia a plicabilidad a sistemas orgánicos e A m plia a plicabilidad a sistemas orgánicos e inorgánicos.inorgánicos.

2.2. Sensibilidades de 10Sensibilidades de 10--44 a 10a 10--5 5 MM

3.3. De moderada a alta selectividad.De moderada a alta selectividad.

4.4. Buena precisión, con incertidumbres relativa Buena precisión, con incertidumbres relativa entre 1 y 3 %.entre 1 y 3 %.

5.5. Fácil adquisición de datos.Fácil adquisición de datos.



49

A nálisis Cuantitativo A nálisis Cuantitativo

�� ProcedimientoProcedimiento

1.1. Selección de la longitud de onda adecuada.Selección de la longitud de onda adecuada.

2.2. V ariables que inf lu yen en la absorbancia V ariables que inf lu yen en la absorbancia

3.3. R ealización de la curva de calibración.R ealización de la curva de calibración.



50

Selección de la longitud de onda Selección de la longitud de onda adecuada.adecuada.

�� Las medidas se realiza a la longitud de onda Las medidas se realiza a la longitud de onda corres pondiente al máximo de una señal desde corres pondiente al máximo de una señal desde

un es pectrograma. un es pectrograma. �� R ecordar el es pectrograma es la huella digital de R ecordar el es pectrograma es la huella digital de

un analito (análisis cualitativo)un analito (análisis cualitativo)



51

Factores que afectan el valor de A Factores que afectan el valor de A

�� Las condiciones del análisis se deben elegir de Las condiciones del análisis se deben elegir de manera que la A bsorbancia no este afectada por manera que la A bsorbancia no este afectada por

variaciones pequeñas e incontrolables. variaciones pequeñas e incontrolables.

1.1. Naturaleza del disol vente.Naturaleza del disol vente.2.2. pH de la solución. pH de la solución.

3.3. Tem peratura.Tem peratura.

4.4. Concentraciones elevadas de electrolitos.Concentraciones elevadas de electrolitos.

5.5. Presencia de sustancias interferentesPresencia de sustancias interferentes



52

Determinación de la relación entre A y CDeterminación de la relación entre A y C

�� SeSe pre para pre para lala curvacurva dede calibracióncalibración aa partir partir dede unaunaserieserie dede solucionessoluciones estándaresestándares..

�� LaLa com posicióncom posición dede loslos estándaresestándares debedebe serser lolo asas

parecida parecida aa lala matrizmatriz dede laslas muestrasmuestras..

�� Com probarCom probar elel cum plimientocum plimiento dede lala le yle y dede BeerBeer

gráficamentegráficamente.. NuncaNunca asumirasumir queque lala le yle y sese cum plecum ple y yusarusar unun únicoúnico estándarestándar..

�� SiSi nono sese cum plecum ple enen todotodo elel intervalointervalo elegido,elegido,seleccionarseleccionar solosolo lala parte parte lineallineal dede lala curvacurva dede

calibracióncalibración..



53

ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓNESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN Y DE EMISIÓN ATOMICA Y DE EMISIÓN ATOMICA



54

Es pectrosco pia de Emisión A tómica Es pectrosco pia de Emisión A tómica

�� LosLos átomosátomos sonson excitadosexcitados térmicamentetérmicamente ooeléctricamenteeléctricamente emitiendoemitiendo REMREM..

�� LaLa muestramuestra aa analizaranalizar debedebe serser transformadatransformada aa

átomosátomos libreslibres para para luegoluego serser excitadoexcitado

�� MX (sol) + E Mº (s) + X (g) MX (sol) + E Mº (s) + X (g)

E E

M* Mº (g) + Q M* Mº (g) + Q

REM REM



55

Fuentes de ExcitaciónFuentes de Excitación

�� A rco A rco EléctricoEléctrico:: DescargaDescarga dede bajobajo voltaje voltaje enen lala cualcuallala muestramuestra sese va poriza va poriza enen elel arco,arco, alcanzandoalcanzando

tem peraturastem peraturas dede 42004200 ºK ºK (electrodos)(electrodos)..

��

Chis paChis pa EléctricaEléctrica:: EntreEntre unun condensadorcondensador y ycontraelectrodocontraelectrodo..

�� LlamaLlama:: estaesta sese com portacom porta comocomo celdacelda dede lala muestramuestra..

�� REMREM:: eses unauna energíaenergía dede característicacaracterística..

�� PlasmasPlasmas



56

�� CaracteristicasCaracteristicas ² ² Alta sensibilidad Alta sensibilidad

² ² Alta es pecificidad Alta es pecificidad

² ²

Limite de detección entre ppm y ppbLimite de detección entre ppm y ppb

�� LimitacionesLimitaciones

² ² Metales en aleaciones, aceites lubricantes, Metales en aleaciones, aceites lubricantes, elementos trazas en material particulado, suelos, elementos trazas en material particulado, suelos, material vegetal y biológico.material vegetal y biológico.



57

Fotométria de LlamaFotométria de Llama

�� Los átomos son excitados a través de una llama.Los átomos son excitados a través de una llama.



58

Equi pamiento BásicoEqui pamiento Básico

�� R egulador de presión de combustible yR egulador de presión de combustible ycomburentecomburente

�� A tomizador A tomizador

�� QuemadorQuemador

�� Seleccionador de Longitud de ondaSeleccionador de Longitud de onda

�� Detector FotosensibleDetector Fotosensible

�� Instrumento de LecturaInstrumento de Lectura



59

A tomizador A tomizador

�� Es el que introduce la muestra al quemador Es el que introduce la muestra al quemador (llama) en forma de aerosol.(llama) en forma de aerosol.

�� Existen dos maneras Existen dos maneras

² ²

DirectaDirecta ² ² Cámara de premezcladoCámara de premezclado



60

QuemadoresQuemadores

��

Aquí ocurre la excitación de los atomos, que luego Aquí ocurre la excitación de los atomos, que luego emiten la REM. emiten la REM.



61

�� Detector Detector

�� Selector de Selector de ² ² Puede ser un filtro o monocromadorPuede ser un filtro o monocromador

�� Sistema de LecturaSistema de Lectura

Combustible

Selector

Instrumento

de Lectura

Oxidante

Detector

Amplificador



62

Camino Óptico Equi po de E.E.Camino Óptico Equi po de E.E.



63

A nálisis Cuantitativo A nálisis Cuantitativo

�� En ausencia de interferentes, la concentración de un En ausencia de interferentes, la concentración de un elemento se puede determinar:elemento se puede determinar:

² ² Por C.C.Por C.C.

² ² Determinación directaDeterminación directa



64

Es pectrofotometría de Emisión por plasma Es pectrofotometría de Emisión por plasma

Inductivamente A co plado (ICP)Inductivamente A co plado (ICP)�� Descarga producida por un cam po eléctrico Descarga producida por un cam po eléctrico

sobre un gas inerte.sobre un gas inerte.

��

El plasma es un gas altamente ionizado El plasma es un gas altamente ionizado conteniendo cargas positivasconteniendo cargas positivas



65

�� LaLa Es pectrometríaEs pectrometría dede A bsorción A bsorción A tómica A tómica

(EAA)(EAA)

�� SeSe fundamentafundamenta enen elel princi pio princi pio segúnsegún elelcualcual loslos átomosátomos pueden pueden absorberabsorber luzluz aa unauna

ciertacierta longitudlongitud dede ondaonda enen formaforma

pro porcional pro porcional aa susu concentraciónconcentración..

ABSORCIÓN ATOMICA ABSORCIÓN ATOMICA



66

�� FUENTEFUENTE LUMINOSA LUMINOSA �� ATOMIZADOR ATOMIZADOR

�� MONOCROMADOR MONOCROMADOR

�� DETECTOR DETECTOR

�� AMPLIFICADOR AMPLIFICADOR

�� DISPOSITIVODISPOSITIVO DEDE MEDIDA MEDIDA

EQUIPAMIENTO BASICOEQUIPAMIENTO BASICO



67

�� Fuente LuminosaFuente Luminosa

² ² Pro porciona el es pectro característico delPro porciona el es pectro característico delelemento a determinarelemento a determinar

² ² Se em plean dos ti pos: lám paras de cátodo Se em plean dos ti pos: lám paras de cátodo hueco y lám paras de descarga sin electrodos.hueco y lám paras de descarga sin electrodos.

EQUIPAMIENTO BASICOEQUIPAMIENTO BASICO



68

�� A tomización por llama: la muestra es dis persada en finas A tomización por llama: la muestra es dis persada en finas

gotitas en una llama formada por combustión gaseosa.gotitas en una llama formada por combustión gaseosa.�� Normalmente, la elección de la mezcla de los gases (llama)Normalmente, la elección de la mezcla de los gases (llama)

de pende de la tem peratura requerida para la disociación de de pende de la tem peratura requerida para la disociación de com puestos y de las características químicas del elemento a com puestos y de las características químicas del elemento a determinar. Ha y tres mezclas mas comunes.determinar. Ha y tres mezclas mas comunes.

�� A ire/Pro pano (a prox. 1800 ºC). A decuada para elementos que A ire/Pro pano (a prox. 1800 ºC). A decuada para elementos que son fáciles de atomizar (Cu, Pb, K , Na, Zn)son fáciles de atomizar (Cu, Pb, K , Na, Zn)

�� A ire/ A cetileno (2300 A ire/ A cetileno (2300--2400 ºC). Mezcla estándar para la ma yoría 2400 ºC). Mezcla estándar para la ma yoría de las determinaciones por AA . Se pueden determinar alrededor de las determinaciones por AA . Se pueden determinar alrededor de 30 elementos.de 30 elementos.

�� Oxido nitroso/acetileno (3000 ºC). A decuada para atomizar Oxido nitroso/acetileno (3000 ºC). A decuada para atomizar elementos como Be, Al, Si, V , Ti, tierras raraselementos como Be, Al, Si, V , Ti, tierras raras

ATOMIZADORES ATOMIZADORES



69

�� A tomización por hornos: es mu y su perior en A tomización por hornos: es mu y su perior en eficiencia para la conversión atómica que la llama.eficiencia para la conversión atómica que la llama.

�� La generación de una población atómica en estado La generación de una población atómica en estado

fundamental, se logra generalmente en tres eta pas. fundamental, se logra generalmente en tres eta pas. Secado: el disol vente es removido de la muestra Secado: el disol vente es removido de la muestra de positada en el horno.de positada en el horno.

�� Mineralización o calcinación: permite destruir yMineralización o calcinación: permite destruir y

remover la materia orgánica o inorgánica que no remover la materia orgánica o inorgánica que no interesa.interesa.

�� A tomización: genera los átomos libres originando una A tomización: genera los átomos libres originando una señal.señal.

ATOMIZACIÓN ATOMIZACIÓN



70

�� En AA se mide la radiación absorbida por En AA se mide la radiación absorbida por átomos en estado no excitado y en EA la átomos en estado no excitado y en EA la radiación emitida por átomos excitados.radiación emitida por átomos excitados.

�� En AA las variaciones de tem peratura no tiene En AA las variaciones de tem peratura no tiene efecto significativo sobre No, en cambio, para efecto significativo sobre No, en cambio, para EA las variaciones de tem peratura tienen gran EA las variaciones de tem peratura tienen gran

efecto sobre el numero de átomos excitados.efecto sobre el numero de átomos excitados.�� En AA la absorción no es afectada directamente En AA la absorción no es afectada directamente

por la tem peratura de la llama. por la tem peratura de la llama.

R elación entre A bsorción A tómica (AA) yR elación entre A bsorción A tómica (AA) yEmisión A tómica (EA)Emisión A tómica (EA)

análisis instrumental tema 1 metodos opticos

Documents