espectroscopia de emision con fuentes de plasma

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

QUIMICA ANALITICA III


Fecha de entrega: 08-04-13


ESPECTROSCOPIA DE EMISION CON FUENTES DE PLASMA

Por definición, un plasma es una mezcla gaseosa conductora de electricidad que contiene una concentración significativa de cationes y electrones (la concentración de ambos es tal que lacarga neta se aproxima a cero). En el pasma de argón empleado frecuentemente en los análisis de emisión, los iones de argón y los electrones son la principales conductores, aunque los cationes de la muestra también estén presentes en menor cantidad. Una vez que se han formado los iones de argón en un plasma, son capaces de absorber la suficiente energía de una fuente externa como para mantener latemperatura a un nivel tal que la posterior ionización sustente el plasma indirectamente; la temperatura puede llegar a ser de 10000k. Existen tres tipos de plasma de alta temperatura:
Plasma de acoplamiento inductivo (ICP)
Plasma de corriente continua (DCP)
Plasma inducido por microondas (MIP)
Las dos primeras fuentes se encuentran comercializadas por distintas compañías. La fuente deplasma inducida por microondas no se emplea mucho para el análisis de elementos, ya que no están disponibles en el mercado.
LA FUENTE DE PLASMA DE ACOPLAMIENTO INDUCTIVO
Consiste en tres tubos concéntricos de cuarzo a través de los cuales fluyen corrientes de argón. Dependiendo del diseño de la antorcha, la velocidad de consumo total de argón es de 5 a 20L/min. El diámetro de tubo más grande es deaproximadamente 2,5cm. Rodeando la parte superior de este tubo se encuentra una bobina de inducción, refrigerada por agua que está alimentada por un generador de radio frecuencia, capaz de producir una potencia de 0.5 a 2 KW a unos 27 o 41 MHz.
La ionización del argón del argón que fluye se inicia por medio de una chispa que proviene de una bobina Tesla. Los iones resultantes y sus electronesasociados interaccionan entonces con el campo magnético oscilante producido por la bobina de inducción. Esta interacción hace que los iones y los electrones dentro de la bobina se muevan en trayectorias circulares, representadas en la figura, el calentamiento óhmico es consecuencia de la resistencia que presentan los iones y electrones a este movimiento

La temperatura del plasma así formada eslo suficientemente elevada como para hacer necesario el aislamiento térmico del cilindro exterior del cuarzo. Para lograrlo, se hace fluir argón de forma tangencial alrededor de las paredes del tubo, este flujo enfría las paredes interiores del tubo central y centra el plasma radiante.
INTRODUCCION DE LA MUESTRA
Los dispositivos más utilizados para la inyección de la muestra son nebulizadorescomo los que se mostraron en la figura anterior. En este caso, la muestra se nebuliza mediante un nebulizador de flujo cruzado con una corriente de argón, y las gotas finamente divididas resultantes se introducen dentro del plasma. También se ha producido aerosoles a partir de líquidos mediante un nebulizador ultrasónico.
Otro método para la inducción para la producción de muestras liquidas ysolidas en un plasma es la vaporización electromagnética. . en este caso, la muestra se vaporiza en un horno similar a los descritos por la atomización electrotermia.
ASPECTO DEL PLASMA Y ESPECTROS.
Un plasma característico tiene un núcleo no transparente, blanco brillante y muy intenso, coronado por una cola en forma de llama. El núcleo que sobresale algunos milímetros por encima del tubo,consiste en una emisión continua a la que superpone el espectro atómico del argón. El origen de la emisión continua proviene aparentemente de la recombinación de los electrones le argón y de otros iones. En la zona situada entre 10 y 30 mm por encima del núcleo, la emisión continua se desvanece y el plasma es ópticamente transparente. Las observaciones espectrales se hacen generalmente a una altura...