anÁlisis por espectrofotometrÍa absorcion atomica

8/3/2019 ANLISIS POR ESPECTROFOTOMETRA ABSORCION ATOMICA

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ANLISIS POR

ESPECTROFOTOMETRIA

DE ABSORCIN

ATMICAAnlisis de Cobre en concentrado de zinc

En el proceso de extraccin de zinc, para obtener este minerala su mayor pureza es necesario hacer pasar las rocas dondeencontramos este mineral por muchos procesos para irextrayendo el mineral, puesto que esto eleva el valoragregado de nuestro producto. Pero tambin es cierto quepese a todo el esfuerzo que hagamos el separar totalmenteestos minerales es un trabajo muy complicado, por ellosiempre encontraremos trazas o impurezas de otrosminerales en los productos como el zinc.El anlisis por espectrofotometra de absorcin atmica essumamente til para el anlisis de minerales, puesto que su

modo de anlisis es por mucho, ms exacto que otrosmtodos de anlisis. El amplio uso en la actualidad que tieneel anlisis por espectrofotometra de absorcin atmica haceimportante su estudio en este informe que a continuacin seexpondr.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFacultad de Qumica e Ingeniera Qumica

Laboratorio de Anlisis Instrumental


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FUNDAMENTO DEL MTODO DE ANLISIS Espectrofotometra de absorcin atmica:

Los tomos individuales absorben laradiacin y llegan a estados de energaelectrnica excitados. Estos espectros deabsorcin son ms sencillos que losespectros moleculares debido a que losestados de energa electrnicos no tienensubniveles de energa vibracional nirotacional. Por esta razn los espectros deabsorcin atmica son lneas mucho msdefinidas que las bandas que se observanen la espectroscopia molecular.Se basa fundamentalmente en que lostomos (en estado basal) absorbenradiacin y llegan a estados de energaelectrnica excitados emitiendo

radiaciones de diversas longitudes de onda que da lugar al espectrocaracterstico de los tomos.La espectroscopia atmica se emplea en la determinacin cualitativa ycuantitativa de aproximadamente 70 elementos. La determinacinespectroscpica de especies atmicas slo se puede llevar a cabo dentro de unmedio gaseoso, en el cual los tomos individuales (o en ocasiones los ioneselementales, como Fe+, Mg+ o Al+) estn separados unos de los otros.Consecuentemente, el primer paso en todos los procedimientosespectroscpicos es la atomizacin, un proceso en el cual la muestra esvolatilizada y descompuesta para producir un gas atmico.La espectroscopia de absorcin atmica en flama es el mtodo ms ampliamenteutilizado gracias a su sencillez, efectividad y costo relativamente bajo. Suscampos de aplicacin son, por tanto, muy diversos. Este mtodo se puede aplicarpara la determinacin de ciertos metales tales como: antimonio, cadmio, calcio,cesio, cromo, cobalto, oro, plomo, nquel, entre otros. Es importante recordarque este mtodo nos permite hacer determinaciones de metales a

concentraciones bajas, particularmente en el rango de las trazas.En la figura vemos las regiones ms importantes de la llama, estas son la zona decombustin primaria, la regin interconal y la zona de combustin secundaria. Elaspecto y el tamao relativo de estas regiones varan considerablemente con larelacin combustible-oxidante, as como con el tipo de combustible y deoxidante. La zona de combustin primaria en una llama de hidrocarburos sereconoce por su coloracin azul que proviene de los espectros de bandas de C2,CH y otros radicales. En esta zona no se alcanza el equilibrio trmico, y, por ello,esta zona rara vez se utiliza en la espectroscopia de llama.La regin interconal, que es relativamente estrecha en llamas de hidrocarburo

estequiometrias, puede alcanzar varios centmetros de altura con fuentes ricasen combustible de acetileno/oxgeno o acetileno/xido nitroso. La zona es


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frecuentemente rica en tomos libres y es la parte de la llama ms ampliamenteutilizada en espectroscopia. En la zona de combustin secundaria, los productosformados en la regin interior se convierten en xidos moleculares estables quese dispersan por los alrededores.Esta tabla nos muestra la relacin entre el combustible y el gas oxidante.

Combustible OxidanteTemperaturas

(C)

Velocidad decombustin mxima

(cm s-1)

Gas natural Aire 1.700-1.900 39-43

Gas natural Oxgeno 2.700-2.800 370-390

Hidrgeno Aire 2.000-2.100 300-440

Hidrgeno Oxgeno 2.550-2.700 900-1.400

Acetileno Aire 2.100-2.400 158-266

Acetileno Oxgeno 3.050-3.150 1.100-2.480

Acetileno xido nitroso 2.600-2.800 285

Niveles cunticos en tomos:Los tomos de los diferentes elementos tienen lneas bien definidas quecorresponden a transiciones entre diferentes niveles atmicos. Estas transicionestienen anchos espectrales de dcimas o hasta centsimas de nanmetro. Cadaelemento va a responder a la excitacin de una radiacin de longitud de ondamuy especfica ya que solo este elemento absorbe o emite tal tipo de radiacin,porque esta corresponde a la diferencia en energa entre dos niveles particularesde ese tomo.Los tomos absorben y emiten radiacin de exactamente la misma frecuencia olongitud de onda, ya que absorben radiacin al pasar del estado basal a unestado excitado y tericamente emiten la misma frecuencia de radiacin en elproceso inverso; por lo tanto si se tiene una fuente de excitacin en donde elelemento excitado es el mismo que se va a analizar, la radiacin emitida va a sercaptada nicamente por el elemento que es idntico al de la fuente luminosa.Por ejemplo: si se desea cuantificar Zn en una flama, se hace irradiar sta conradiacin emitida por tomos de Zn; sta va a ser absorbida nicamente por lostomos de Zn que se encuentran en la flama y no por lo tomos de cobre,cadmio, o nquel o algn otro elemento presente, ya que la radiacin que pasapor la flama corresponde nicamente a los niveles energticos del Zn.

Interferencias en las espectrofotometra de absorcin atmica: Interferencias espectrales:

Las interferencias espectrales son originadas, por seales alteradas de lalongitud de onda de radiacin electromagntica seleccionada. Estaalteracin tiene diferentes orgenes y son los siguientes.


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1. TRASLAPAMIENTO DE LINEAS ATOMICA.- En EAA se hace incidir radiacin delongitud de onda que corresponde exactamente a la longitud de ondarequerida para efectuar una transicin especfica en los tomos de la especieabsorbente. Aunque en teora existe la posibilidad de que otra especieatmica que no es la que se est analizando absorba la radiacin incidente,

esta posibilidad es sumamente difcil de que se llegue a presentar debido aque las lneas de absorcin de los tomos son sumamente agudas, adems deque se tiene bien documentada toda la informacin de las lneas espectralesde los diferentes elementos.

2. NTERFERENCIA POR DISPERSIN POR PARTICULAS.- Cuando la solucinaspirada hacia el quemador tiene un gran nmero de slidos disueltos, esprobable que se tenga interferencia por dispersin por partculas. Este tipode interferencia se debe a que si el nmero de partculas slidas que llegan alquemador es demasiado grande, es posible que no ocurra en forma

completa todos los pasos que producen la descomposicin de las partculasque se encuentran en solucin.

3. INTERFERENCIA POR TRASLAPAMIENTO DE BANDAS MOLECULARES.- Pormatriz de la muestra se entiende todo lo que acompaa al analito; el entornoen que se encuentra ste. El analito, es el elemento que se va a cuantificar.Se dice que la matriz es muy compleja ya que tiene gran cantidad decomponentes qumicos y de slidos disueltos y/o en suspensin. Lainterferencia por bandas moleculares ocurre cuando la matriz tiene encantidades grandes, compuestos moleculares sumamente complejos. Si las

bandas de absorcin de estos compuestos caen dentro del rango de la lneade absorcin del elemento a determinar, se tendr una interferencia de tipoespectral, ya que se registrar una falsa absorbancia.

Interferencias no espectrales:Las interferencias no espectrales son aquellas que causan errores y quepueden dar origen a lecturas mayores o menores a los valores normales. Lasinterferencias de este tipo son las que se detallan a continuacin:

1. INTERFERENCIA POR IONIZACIN.- Debido al calor de la flama se formantomos a partir de compuestos en solucin, sin embargo, cuando latemperatura de la flama es muy alta y/o el elemento pierde fcilmente uno oms de sus electrones ms exteriores ocurre la ionizacin. La ionizacin esindeseable debido al error que causa en las lecturas del analito. Por ejemplo,el sodio atmico y el Sodio ionizado (perdi su electrn ms externo, estandocargado positivamente). Sus espectros son completamente diferentes por loque al hacer incidir radiacin de longitud de onda especfica esta serabsorbida por Sodio atmico ms no por el sodio ionizado, ya que los nivelesenergticos de este son diferentes, llevando a errores en la medicin. La

ionizacin se presenta en los alcalinos, alcalinotrreos, lantnidos y algunosotros elementos de bajos potenciales de ionizacin.


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2. INTERFERENCIA POR PROPIEDADES FISICAS DE LAS SOLUCIONES.- Para que

dos soluciones de la misma concentracin den iguales lecturas deabsorbancia deben tener la misma velocidad de aspiracin hacia la flama y laproporcin de lquido aspirado que finalmente llega al quemador debe ser

constante. Considrese por ejemplo que se va a determinar contenido decalcio en una miel. Lgicamente la muestra sin diluir no puede ser aspiradadirectamente, ya que no puede ser succionada a travs del capilar delnebulizador. Si esta es diluye se puede lograr que la muestra sea aspirada,pero al emplearse estndares de calcio preparados con alguna sal de calcio yagua destilada, la proporcin de solucin aspirada que llega al quemador esdiferente en muestras y estndares. Para corregir por este efecto se empleala tcnica de adicin de estndar con la finalidad de homogenizar laspropiedades fsicas de estndares y muestras.

3. INTERFERENCIAS POR VOLATILIZACIN DE SOLUTO.- el solvente queacompaa al analito y de ms sales, es evaporado en la cmara denebulizacin o inmediatamente despus de que ha alcanzado la flama, por loque ocurre en la parte ms baja del quemador la formacin de partculasslidas que posteriormente se descompone hasta la formacin de tomos yentidades ms simples. Posteriormente a la solvatacin y formacin departculas slidas, ocurre la descomposicin de las sales y la formacin detomos. Esto no siempre ocurre as, cuando la sales formadas son de carcterrefractario, esto es resisten la descomposicin a tomos y entidades mssimples si la temperatura no es lo suficientemente alta. La formacin de

entidades qumicas de resistencia a la volatilizacin en flamas comunesoriginan interferencias, ya que no permiten que el analito sea atomizadoeficientemente.A continuacin una tabla con los tipos de atomizadores usados

Tipo de atomizadorTemperatura de atomizacin

caracterstica (C)

Llama 1.700-3.150

Vaporizacin electrotrmica (ETV) 1.200-3.000

Plasma de argn de acoplamientoinductivo (ICP)

4.000-6.000

Plasma de argn de corriente continua(DCP)

4.000-6.000

Plasma de Argn inducido pormicroondas (MIP)

2.000-3.000

Plasma de descarga luminiscente (GD) No trmico

Arco elctrico 4.000-5.000

Chispa elctrica 40.000


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Tcnicas de atomizacin de la muestra:Hoy en da son dos los mtodos ms habituales de atomizar la muestra en laespectrometra de absorcin atmica: la atomizacin con una llama y laatomizacin electrotrmica. Prestaremos ms atencin a la atomizacin con una

llama, pues es esta la que empleamos en la experiencia de laboratorio.

Atomizacin con una llama:En un atomizador de llama, lamuestra es inicialmenteabsorbida por un capilar, paraluego mediante un ensamblenebulizador, convertir a lasolucin en una suspensin definas gotas (como aerosol). Un

mecanismo que nebulice,requiere un fluo de gas rpidoque interacciones con unacorriente lenta de alimentacinlquida para romperla en finasgotas. El impacto de la muestracon el vidrio produce que, lasgotas con mayor volumen serompan o vayan al desecho.Como consecuencia solo el 10 % del lquido llega al atomizador. La

suspensin en aerosol se combina con los gases de combustin en la cmarade spray antes de pasar al quemador donde la energa trmica de la flamadesolvata la suspensin de aerosol para secar el aerosol a pequeas,partculas slidas. Despus, la energa trmica volatiliza las partculas,produciendo vapor que consiste de las especies moleculares, especiesinicas y los tomos libres. La muestra se pasa continuamente a travs delquemador mientras se monitorea la absorbancia.La energa trmica en la atomizacin a la llama es suministrada por lacombinacin de una mezcla combustible oxidante. Los combustiblescomnmente usados son aire-acetileno y xido de nitrgeno-acetileno.

Normalmente, el combustible y el oxidante son mezclados en proporcionesestequiomtricas; sin embargo, una mezcla rica puede ser aceptable paraque los tomos sean fcilmente oxidables. El diseo ms comn para elquemador es con una ranura. Este quemador provee una longitud de latrayectoria para monitorear la absorbancia y una flama estable. Elquemador es montado en una fase ajustable que permite al quemadorensamblarse para moverse vertical y horizontalmente. El ajuste horizontal esnecesario para asegurarse que la flama est alineada con la trayectoria delos instrumentos pticos. El ajuste vertical es necesario para ajustar la alturadentro de la llama en el que la absorbancia es monitoreada. Esto esimportante porque dos procesos que compiten, afectan la concentracin delos tomos libres. Un incremento en la residencia del tiempo resulta en una


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mejor eficiencia de la atomizacin; entonces la produccin de tomos libresse incrementa con la altura. Por otro lado, una residencia muy larga detiempo, puede conducir a la formacin de xidos metlicos, como Cr, laconcentracin de los tomos libres es ms grande en la cabeza delquemador. Para metales como Ag, que son difciles de oxidar, la

concentracin de los tomos libres se incrementa firmemente con la altura.Otros tomos muestran perfiles de concentracin que se maximizan a lascaractersticas de la altura.La principal ventaja de la flama por atomizacin es la reproducibilidad conque la muestra es inyectada en el espectrofotmetro. Una desventaja puedeocurrir por dos razones. Primero, por el gran desperdicio de muestra, puessolo el 10% de muestra llega a la llama. La segunda razn es que unvolumen grande de los gases significativamente diluye la muestra.

Atomizacin electrotrmica:Una significativamejora en lasensibilidad selogr con elcalentamiento porresistividad enlugar de la flama.Un atomizador

electrotrmicomuy comn, es

conocido comohorno de grafito,que consiste de untubo cilndrico degrafito de

aproximadamente 1-3 cm de longitud, y 3-8 mm de dimetro. El tubo degrafito es alojado en un ensamble que sella las salidas del tubo con ventanaspticamente transparentes. El ensamble tambin permite el paso decorrientes de gas inerte, protegiendo el grafito de la oxidacin, yremoviendo los productos gaseosos producidos durante la atomizacin. Una

fuente de poder es usada para pasar la corriente a travs del tubo de grafito,resultando en un calentamiento por la resistencia.Las muestras entre 5 y 50 l, son inyectadas al tubo de grafito a travs de unhoyo de dimetro pequeo localizado en la parte superior del tubo. Laatomizacin se logra en tres fases. Primero, la mezcla es secada usando unacorriente que eleva la temperatura del tubo de grafito a 110C. En lasegunda etapa, que se llama calcinado, la temperatura es incrementada a350-1200C, a estas temperaturas cualquier material orgnico es convertidoen CO2 y H2O, y materiales inorgnicos son volatilizados. Estos gases sonremovidos por una corriente de gas inerte. En la etapa final, la muestra es

atomizada rpidamente incrementando la temperatura a 2000-3000C. Elresultado es un pico perecedero cuya altura o rea es proporcional a la


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cantidad de analito inyectado en el tubo. Estas tres etapas se llevan a caboen 45-90 segundos, la mayor parte del tiempo es usada para secar y calcinarla muestra.La atomizacin electrotrmica provee una significativa mejora en lasensibilidad atrapando el analito gaseoso en un pequeo volumen en el tubo

de grafito. La concentracin del analito resultante en el vapor puede ser1000 veces ms grande que la producida en la atomizacin a la flama. Elavance en sensibilidad y en la deteccin de lmites, es compensado por unasignificativa prdida en la precisin. La eficiencia de la atomizacin estfuertemente influenciada por el contacto de la muestra con el tubo degrafito, en el que es difcil controlar la reproducibilidad.

Descripcin de la tcnica empleada en la experiencia:

Como se dijo anteriormente, el espectrofotmetro de absorcin atmica que seuso fue uno de que tena un atomizador por flama. A continuacin proceder adescribir la tcnica y la manera en que se realiza la medicin con brevedad yprecisin.La muestra en forma lquida es aspirada a travs de un tubo capilar y conducida aun nebulizador donde sta se desintegra y forma un roco o pequeas gotas de

lquido. Las gotas formadas son conducidas a una flama, donde se produce unaserie de eventos que originan la formacin de tomos. Estos tomos absorbencualitativamente la radiacin emitida por la lmpara y la cantidad de radiacinabsorbida est en funcin de su concentracin.La seal de la lmpara una vez que pasa por la flama llega a un monocromador,que tiene como finalidad el discriminar todas las seales que acompaan la lneade inters.Esta seal de radiacin electromagntica llega a un detector o transductor y pasaa un amplificador y por ltimo a un sistema de lectura.


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Mechero de flujo laminar: ATOMIZACIN POR FLAMA

Horno de grafito: ATOMIZACIN ELECTROTRMICA


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DESCRIPCIN DE LA TCNICA EMPLEADA Tcnica de la curva de patrones

Se preparan tres soluciones patrones que contengan en concentracin al elemento

que se quiere analizar (cobre); con las lecturas obtenidas por el espectrofotmetroy las concentraciones ingresadas se traza un grfico de Absorbancia vsconcentracin. Se mide las absorbancias de los analito y se llevan el grfico parahallar las concentraciones de los analitos y a partir de estos, hallar el peso de cobre.

Desarrollo de la tcnicaSe tiene como muestra a un concentrado de zinc (mineral metlico). Se toman dosmuestras a partir del anterior de peso aproximado a 0,100 g. De aqu se le agrega acada uno 10 mL de HCl 1:1 y se calienta hasta sequedad; luego se agrega 10 mL

HNO3 1:1 y se calienta hasta eliminacin de vapores nitrosos, hasta aqu los analitosdeben de estar solubilizados.Luego se agrega a cada uno 50 mL de agua ultrapura, calentamos hasta hervir seenfra y se filtra (esto se realiza para eliminar slice). Despus se procede a recogeren fiola de 250 mL y se enraza con agua ultrapura ms 5 mL de HNO3 (cc).Tenemos como blanco al agua ultrapura ms 1 mL HNO3(cc).Para preparar las tres soluciones patrones su trabajo a partir de la solucin patrnmadre (de concentracin 1000 ppm Cu), como la concentracin de ste esdemasiado alta se prepara una solucin intermedia 1, de concentracin 100 ppm Cuy luego, a partir de esto, la solucin intermedia 2, de concentracin 10 ppm Cu. Una

vez realizado este procedimiento se prepara las tres soluciones patrones condiferentes volmenes agregados de la solucin intermedia 2, se llevan a fiola de 50mL y se agrega 1mL de HNO3 (cc) y se enrasa con agua ultrapura.

REACCIONES QUMICAS IMPORTANTES

Al agregar los cidos a las soluciones se obtiene en forma general.

3 Cu + 6 HCl + 2HNO3 3 Cu+2 + 5 Cl- + 2 NO (g) + 4 H2O

Los cidos agregadios

Aunque el agua regia disuelve dichos metales, ninguno de sus cidos

constituyentes puede hacerlo por s solo. El cido ntrico, es un potente oxidante,

que puede disolver una cantidad minscula (prcticamente indetectable) de oro,

formando iones de oro. El cido clorhdrico, por su parte, proporciona iones cloruro,

que reaccionan con los iones de oro, sacando el oro de la disolucin. Esto permite

que siga oxidndose el oro, por lo que el oro acaba disolvindose.


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El agua regia es un disolvente poderoso debido al efecto combinado de los iones

H+, NO3-, y Cl- en disolucin. Los tres iones reaccionan con los tomos del oro, por

ejemplo, para formar agua, xido ntrico o monxido de nitrgeno (NO) y el ion

estable AuCl-4, que permanece en disolucin

DESCRIPCIN DEL INSTRUMENTO USADO Y PROCEDIMIENTO

Componentes de un espectrofotmetro de absorcin atmica:Estos son los componentes bsicos de un espectrofotmetro de absorcinatmica:

1) Una fuente de radiacin que emita una lnea especfica correspondiente a lanecesaria para efectuar una transicin en los tomos del elemento analizado.

2)

Un nebulizador, que por aspiracin de la muestra lquida, forme pequeasgotas para una atomizacin ms eficiente.3) Un Quemador, en el cual por efecto de la temperatura alcanzada en la

combustin y por la reaccin de combustin misma, se favorezca la formacinde tomos a partir de los componentes en solucin.

4) Un sistema ptico que separe la radiacin de longitud de onda de inters, detodas las dems radiaciones que entran a dicho sistema.

5) Un detector o transductor, que sea capaz de transformar, en relacinproporcional, las seales de intensidad de radiacin electromagntica, enseales elctricas o de intensidad de corriente.

6) Un amplificador o sistema electrnico, que como su nombre lo indicaamplifica la seal elctrica producida, para que en el siguiente paso pueda serprocesada con circuitos y sistemas electrnicos comunes.

7) Un sistema de lectura en el cual la seal de intensidad de corriente, seaconvertida a una seal que el operario pueda interpretar, como transmitancia.Este sistema de lectura, puede ser una escala de aguja, una escala de dgitos,un graficador, etc.

La EAA en flama es a la fecha la tcnica ms ampliamente utilizada (aunque cadavez ms competida por la EEP) para determinar elementos metlicos y metaloidesdebido a su practicidad y costo bajo, pudindose usar para gran cantidad demuestras. Su sensibilidad es muy alta, pudiendo medir hasta ppb.

Fuentes De RadiacinUna vez formados los tomos, la llama tiene la misma funcin que una celda enespectroscopia visible/UV. Los tomos de la llama absorben radiacin de acuerdo ala Ley de Beer, si la radiacin corresponde a la diferencia en energa entre losniveles energticos de algunos de los tomos presentes, de lo contrario, la radiacinpasa por la llama sin disminuir la potencia de haz.El desarrollo de la absorcin atmica fue hasta principio de los cincuentas, ya queaunque su potencial se vislumbra desde fines del siglo pasado, no se saba an

como tener una fuente de radiacin para este tipo de espectroscopia.


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Lmpara De Ctodo HuecoLas lmparas de ctodo hueco (LCH o HCL [Hollow Cathode Lamp]) consisten deun cilindro de vidrio sellado al vaco y con un gas inerte en su interior. Dentrode este mismo cilindro se encuentran dos filamentos; uno de ellos es el ctodoy el otro el nodo. El nodo generalmente es un alambre grueso hecho de

nquel o tungsteno, el ctodo es en forma de un cilindro hueco, en el interiordel cual se encuentra depositado en forma de una capa el elemento metlicoque se va a excitar.Tambin regularmente y cuando esto es posible el ctodo est enteramentehecho del metal a analizar.

1. Por efecto del voltaje aplicado entre los dos electrodos ocurre una descargaelctrica.

2. Estas descargas elctricas aumentan la energa cintica y favorecen la ionizacinde las molculas de gas inerte. Estas especies ionizadas requieren carga positiva,por lo cual son atradas hacia el ctodo.

3. Al chocar los iones de gas inerte con las paredes del ctodo, son desprendidostomos del metal que est en el ctodo.

4. Despus de desprenderse del ctodo, los tomos producidos son excitados porchoques moleculares con los iones y tomos de argn.5. Los tomos excitados no pueden permanecer indefinidamente en un estado de

energa superior y procede el paso de emisin electromagntica. A travs deesta serie de procesos se obtiene un haz de radiacin bien concentrado, ya quecasi la totalidad de los eventos ocurren dentro del ctodo de la lmpara.Tambin el resultado final es la obtencin de un espectro caracterstico delelemento del que est hecho el ctodo de la lmpara.

Lmparas Individuales y de Multielementos.-En el caso de las lmparas de ctodo hueco, es posible tener lmparasindividuales de multielementos. Cuando existe la seguridad de que no hay


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interferencias espectrales interelementos y cuando las propiedadesmetalrgicas son adecuadas para hacer la aleacin necesaria se puedenconstruir ctodos con ms de un elemento metlico. De esta forma unalmpara puede servir para determinar uno, dos, tres o hasta seis elementos. Elcosto de una lmpara de multielementos, es menor a la suma del costo de cada

una de las diferentes lmparas individuales, desafortunadamente este tipo delmparas tienen grandes inconvenientes, entre ellos principalmente el que elhaz de radiacin producido no tiene la intensidad ni la pureza espectral queproporciona una lmpara individual.Otra gran desventaja que tienen, es que an y cuando se emplee la lmparapara determinar un solo elemento, los elementos concomitantes tambin seestn gastando sin obtener provecho de ellos.Para elegir entre una lmpara de ctodo hueco individual y una demultielementos deben considerarse factores como: frecuencia de uso, grado deexactitud requerida en los resultados, presupuesto de laboratorio, etc.

Lmpara de descarga sin electrodosLas fuentes de radiacin de este tipo tienen la misma finalidad que las

lmparas de ctodo hueco, solo que la forma de excitacin de los tomosemisores de radiacin es diferente. La lmpara de descarga sin electrodos seconstruyen colocando una pequea cantidad de una sal del elemento metlico(generalmente un yoduro), o el elemento metlico mismo si as es msconveniente, en un recipiente de cuarzo, el cual previamente se ha sometido alvaco antes de sellarse. Posteriormente, esta ampolleta de cuarzo se colocadentro de un cilindro de cermica el cual est acoplado a un generador de

radiofrecuencia. Cuando la lmpara se enciende se forma un campo demicroondas el cual causa la volatilizacin y la excitacin de algunos tomos delelemento depositado en la cpsula de cuarzo de la lmpara y as se forma el hazde radiacin del elemento especfico a determinar.


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NebulizadorCuando una solucinacuosa de salesinorgnicas disueltas esaspirada y dirigida haciauna llama, en estaocurre una serie deeventos que conducen ala formacin de tomosen la misma.

Inicialmente la muestralquida debe serconducida al quemador.Para esto se hace usodel efecto Venturi. Esteefecto se crea cuando eloxidante (por ejemploaire) se introduce a travs de un tubo diseado se manera tal que se genera unvaco lo cual produce la succin de la muestra lquida a travs del tubo capilar.Este mismo efecto Venturi favorece la formacin de pequeas gotas en forma de

roco, cuando la solucin se hace impactar sobre un cuerpo slido de diseo ygeometra adecuada. El combustible necesario, (generalmente acetileno) seintroduce directamente a la cmara del nebulizador por medio de un conductoadicional.Debido a que el oxidante que se introduce a travs del nebulizador para el efectoVenturi no es suficiente para una adecuada combustin, el resto requerido seintroduce tambin a la cmara del nebulizador por medio de un conducto adicional.El resultado es que el quemador lleva finalmente una mezcla oxidante (aire) ycombustible (acetileno) que transportan pequeas gotas de roco de la muestraaspirada. Otras de las lneas conectadas a la cmara del nebulizador es el tubo de

drenaje. La finalidad de este es desechar las gotas que por su tamao grandecondensan en el deflector de flujo o esfera de impacto. La eficiencia y el grado enque la solucin aspirada forma pequeas gotas de roco es sumamente importanteya que la reproductibilidad y la sensibilidad de esta tcnica depende en gran partede este paso en la operacin del nebulizador.Las pequeas gotas formadas, son arrastradas por el flujo de gases (oxidante ycombustible) que tambin entran a la cmara de mezclado del nebulizador y quesustentan la reaccin de combustin en el quemador.Si la gota es demasiado grande, no se alcanzan a formar tomos a partir de esta, yes muy probable que se originen falsas absorbancias y que la flama sea demasiado

ruidosa tanto desde el punto de vista audible como electrnico.


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Quemador:Con las gotas de solucin que alcanzan a llegar al quemador ocurren los siguienteseventos:1. El solvente es vaporizado y se forman los cristales de las sales metlicas que

originalmente se encontraban en solucin como iones positivos y negativos. La

naturaleza de las sales formadas dependen principalmente de la constante deproducto de solubilidad del compuesto que cristaliza.

2. Una vez formadas las sales, estas son descompuestas por efecto de latemperatura. Y el elemento es reducido al estado metlico slido.

3. Posteriormente el metal pasa del estado lquido al estado gaseoso y finalmentese tiene en un vapor atmico que es capaz de absorber radiacin de longitudesde onda bien definidas.

4. Si la temperatura es los suficientemente alta y/o el elemento metlico es debajo potencial de ionizacin, parte de los tomos del elemento pierden uno oms de sus electrones y se ioniza parcialmente. Esto no es conveniente ya que la

ionizacin es una interferencia en EEA.

Espectrofotometro

CLCULOS DETALLADOS

Como fuimos diciendo al describir el proceso, nosotros primero, despus de calibrarel espectrofotmetro con el blanco, colocamos el estndar con la mayorconcentracin, para que el programa uv probe nos grafique su espectro deabsorcin (grfica absorbancia versus longitud de onda), tomamos el valor de


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longitud de onda que tengo el pico mximo pues es en donde el espectrofotmetroser ms sensible, orientndonos, adems en los valores cercanos a 220 nm, puessegn la teora es en donde las mediciones tendrn menor error.

Una vez encontrado ese valor de longitud de onda, lo establecemos como fijo, y

empezamos a medir la absorbancia, una por una, del blanco y los estndares, a una

longitud de onda fija. La grfica resultante nos dar la relacin entre absorbancia y

concentracin, y una vez obtenida esta grfica, de tendencia lineal, nosotros podemos

hallar la concentracin de nitratos en nuestras muestras, midiendo sus absorbancias y

reemplazando en la ecuacin obtenida.

La ecuacin de la curva de calibracin obtenida es:

Reemplazando el valor de las absorbancias obtenidas en el anlisis para hallar susconcentraciones:

a)

b)


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Como vemos el programa tambin realiza ese clculo, la cual es la concentracin denitratos que tenemos en nuestra fiola con muestra.Para hallar la concentracin de nitratos expresado en nitrgeno (NO3

--N) debemos

primero hallar el peso de NO3--N presente en nuestra fiola, esto lo obtenemosmultiplicando nuestra concentracin obtenida con el volumen de nuestra fiola.Despus relacionamos esta masa con el volumen de muestra que agregamos a lafiola, los clculos son los siguientes:

a) Cambiando las unidades de partes por milln (ppm) a peso por volumen(mg/mL):

Ahora hallamos el peso en la fiola de nitratos:

Ahora hallamos la concentracin en la botella de agua vida 1:

Donde:C = Concentracin de nitratos en la muestra en mg/L de NO3

- - NW = Cantidad de NO3

- - N derivado de la curva de calibracin en mgVm = Volumen de la muestra en mL

b) Ahora repetimos el clculo para la otra muestra:


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Ahora hallamos el peso en la fiola de nitratos:

Ahora hallamos la concentracin en la botella de agua vida 1:

Donde:C = Concentracin de nitratos en la muestra en mg/L de NO3

- - NW = Cantidad de NO3

- - N derivado de la curva de calibracin en mgVm = Volumen de la muestra en mL

NOTA:

Debido a la poca cantidad de datos que tenemos no podemos hacer anlisis

estadsticos.

Tablas de resultados

DATOS DE ABSORBANCIA VERSUS LONGITUD DE ONDA


19/21

DATOS DE LAS SOLUCIONES ESTANDAR

RESULTADOS DE LAS MUESTRAS

GRFICAS

Espectro de absorcin de nitratos


20/21

Curva de estandarizacin

DISCUSIN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

Las soluciones incoloras pertenecen a la regin del ultravioleta.

RECOMENDACIONES

Sera muy ilustrativo poder realizar el mismo anlisis pero por el mtodode la adicin patrn, como manera de fortalecer lo aprendido en la teora.

BIBLIOGRAFA


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http://hiq.aga.com.co/International/Web/LG/CO/likelgspgco.nsf/DocByAlias/anal_abs

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leia/choussy_c_d/apendiceC.pdf

http://www.fcq.uach.mx/documentos/material_de_estudio/espectroscopia/ANTOLOGIA/lectura9.pdf

http://html.rincondelvago.com/espectroscopia-de-absorcion-atomica.html
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anÁlisis por espectrofotometrÍa absorcion atomica

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