Espectroscopia Absorcion Emision Atomica

POSGRADO EN ING. DEL AGUA Y DEL
TERRENO. MOD. I: CONTENIDOS BÁSICOS

“Espectroscopía de absorción y emisión atómica. ICP”
Instrumentación y métodos de análisis químico.
8 de noviembre de 2007. EUIT Civil. UPCT.
Prof. Diego José Alcaraz Lorente
Grupo Investigación: Deterioro, Protección y Reciclado de
Equipos Industriales
Dpto. de Ingeniería de Materiales y Fabricación. UPCT.

ABSORCIÓN Y EMISIÓNDE
RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

• La absorción de radiación electromagnética provoca que
las partículas integrantes de un material (átomos, iones
o moléculas) pasen del estado fundamental a uno o más
estados excitados de superior energía.
• La emisión de radiación electromagnética se origina
cuando partículas excitadas (átomos, iones, moléculas) se
relajan a niveles de menor contenido energético,cediendo
el exceso de energía en forma de fotones.
• La radiación absorbida o emitida se puede caracterizar
adecuadamente mediante espectros.

ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE
RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

ABSORCIÓN: TIPOS
DE ESPECTROS

• Absorción atómica:
 Partículas monoatómicas
en estado gas (UV-visible).
 Electrones orbitales más
internos (región rayos X).
• Absorción molecular:
 Moléculaspoliatómicas
(estado condensado)

EMISIÓN: TIPOS
DE ESPECTROS

• Espectros de líneas:
 UV-Visible: Partículas atómicas individuales en
estado gaseoso.
 Rayos X: Los electrones implicados corresponden a
los orbitales más internos.

• Espectros de bandas:
 Radicales o pequeñas moléculas en estado gas.

• Espectros continuos:
 Sólidos calentados hasta la incandescencia.

EMISIÓN: TIPOS
DE ESPECTROSANCHURA DE LAS
LÍNEAS ATÓMICAS

• Este factor es de considerable relevancia.
• Las líneas estrechas son muy convenientes para trabajar
en absorción y emisión.
 Reducción de la posibilidad de interferencias debidas
al solapamiento de espectros.
• Es de gran importancia en el diseño de los equipos para
espectroscopía de absorción atómica.

ENSANCHAMIENTO DE
LÍNEAS ATÓMICAS: CAUSAS

• Efecto deincertidumbre.
• Efecto Doppler.
• Efectos de presión.
 Colisiones entre átomos del mismo tipo y con átomos
extraños.
• Efectos de campos magnéticos y eléctricos.

ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA:
OTROS FACTORES

• Efecto de la temperatura.
• Espectros de bandas y continuos asociados a los espectros
atómicos.
• Métodos de atomización.
• Métodos de introducción de las muestras.

ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA:
TIPOSDE ATOMIZADORES

Tipo de atomizador

Temp. atom. (ºC)

Llama

1700-3150

Vap. electrotérmica (ETV)

1200-3000

Plasma Ar acopl. Inductivo (ICP)

4000-6000

Plasma Ar corriente continua (DCP)

4000-6000

Plasma Ar inducido por microondas

2000-3000

Plasma de descarga luminiscente

No térmico

Arco eléctrico

4000-5000

Chispa eléctrica

40000 (?)

ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA:
MÉTODOS INTRODUCCIÓNMUESTRAS

Método

Tipo de muestra

Nebulización neumática

Disolución o suspensión

Nebulización ultrasónica

Disolución

Vapor. electrotérmica

Sólido, líquido, disolución

Generación de hidruros

Disoluc. ciertos elementos

Inserción directa

Sólido, polvo

Ablación láser

Sólido, metal

Ablación por arco o chispa

Sólido conductor

Chisp. descarga luminiscente

Sólido conductor

ESPECTROSCOPÍA DEABSORCIÓN ATÓMICA:
TÉCNICAS ATOMIZACIÓN DE LA MUESTRA

• Atomización con llama.
• Atomización electrotérmica (horno de grafito).
• Atomización por descarga luminiscente.
• Generación de hidruros.
• Atomización en vapor frío.

ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA:
PROCESOS DURANTE LA ATOMIZACIÓN

Disolución analito
• Nebulización:
Niebla
• Desolvatación:
Aerosol sólido/gas
• Volatilización:Moléculas gaseosas

Moléculas excitadas

• Disociación:
• Ionización:

Átomos

Átomos excitados

Iones atómicos

Iones excitados

ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA:
PROPIEDADES DE LAS LLAMAS

Combustible

Oxidante

Temperaturas (ºC)

Gas natural

Aire

1700-1900

Gas natural

Oxígeno

2700-2800

Hidrógeno

Aire

2000-2100

Hidrógeno

Oxígeno

2550-2700

Acetileno

Aire

2100-2400

Acetileno...