Absorcion atomica

3.2. ESPECTROFOTÓMETRO DE ABSORCIÓN ATÓMICA

3.2.1. INTRODUCCIÓN
Podríamos llamar espectrofotometría molecular al material que se encuentra al principio de este capítulo; las bandas de absorción en las regiones del infrarrojo y UV-visible que hemos estudiado son de moléculas poliatómicas. Sin embargo, los átomos individuales también absorben la radiación y llegan a estados de energíaelectrónica excitados. Estos espectros de absorción son más sencillos que los espectros moleculares debido a que los estados de energía electrónicos no tienen subniveles de energía vibracional ni rotacional. Por esta razón los espectros de absorción atómica son líneas mucho más definidas que las bandas que se observan en la espectroscopia molecular. La absorción atómica se conoce desde hace muchos años.Por ejemplo, en 1802 Wollaston notó que en el espectro del sol a ciertas frecuencias aparecen líneas obscuras; más tarde, Joseph von Fraunhofer las redescubrió y las estudió a fondo, después de lo cual se conocieron como líneas de Fraunhofer. El significado de las líneas no se comprendió hasta 1859. Cuando Kirchoff explicó su origen después de haber observado un fenómeno similar en el laboratorio.La superficie visible del sol está mucho más caliente que la envoltura gaseosa que la rodea y los átomos en la atmósfera absorben frecuencias específicas de la emisión continua de la superficie caliente. (La radiación se reemite porque de otra manera la envoltura gaseosa estaría cada vez más caliente: pero esto sucede en todas direcciones, por lo que un observador en la tierra es engañado entérminos de lo que se transmite directamente a él.) Kirchoff y otros. En particular Bunsen (el del famoso mechero de Bunsen), identificaron varios elementos presentes en la atmósfera del sol comparando las frecuencias de las líneas de Fraunhofer con las de elementos conocidos determinadas en el labora torio.

Durante muchos años los detectores con vapor de mercurio representaron la principalaplicación analítica de la absorción atómica. La presión de vapor del mercurio metálico es grande y en un lugar que no esté ventilado en forma adecuada representa un peligro para la salud. Los detectores son básicamente espectrofotómetros rudimentarios en los cuales la fuente de energía radiante es una lámpara de vapor de mercurio de baja presión. Los átomos de mercurio que se excitan durante ladescarga eléctrica de la lámpara emiten radiación cuando regresan a niveles electrónicos más bajos; la radiación no es continua y abarca frecuencias discretas que representan transiciones electrónicas en el átomo de mercurio, con una línea que en particular es fuerte en los 253.7 nm que corresponde a la diferencia de energía entre el estado basal y el primer estado excitado del Hg. (A la línea querepresenta una transición que termina en el estado basal o en el de absorción que es la excitación de un átomo que estaba en el estado basal se le llama línea de resonancia.) Los átomos de mercurio que están en el aire del laboratorio a temperatura ambiente se encuentran en el estado electrónico basal la longitud de onda exacta en la que pueden absorber es 253.7 nm. Se bombea aire puro a través de unacelda de flujo que está colocada en la trayectoria óptica del instrumento y se establece una lectura de un galvanómetro, la cual corresponde a Po, como en cualquier espectrofotómetro; después se muestrea el que está en el área de prueba para obtener P. La longitud de la trayectoria a través de la celda (cf. ley de Bouguer) se selecciona para que proporcione valores de absorbancia mediblesutilizando concentraciones de mercurio muy abajo de los niveles que se consideran tóxicos para el personal. Al emplear la línea de resonancia de 253.7 nm se elimina la necesidad de un monocromador; el detector no se inunda con radiación que no se absorbió, y aun con muestras de baja concentración se obtiene una relación medible de P/Po. Hace casi 50 años, con un paso óptico de 15 cm se podía medir el...