Quimico

Universidad Nacional de La Plata Licenciatura en Química Química Analítica III

TP 7

Espectrometría de Emisión de Llama
La espectroscopia de emisión con llama es un método analítico basado en la medida de la energía radiante emitida por átomos (o iones o moléculas) de un elemento que se encuentra en estado de vapor. A temperatura ambiente, todos los átomos de una muestra se encuentranesencialmente en el estado fundamental. Los átomos son elevados a un estado electrónico excitado térmicamente, es decir, a través de colisiones con los gases quemados en la llama. El tiempo de vida de un átomo en el estado excitado es breve y su vuelta al estado fundamental va acompañado de la emisión electromagnética y la longitud de onda de esa radiación está en correspondencia con la diferencia deenergía entre ambos estados. Mediante un sistema monocromador o de filtro se aísla la zona del espectro de interés y la intensidad de la señal emitida se mide con un sistema fotométrico adecuado. La correlación entre la intensidad de la señal y la concentración del elemento emisor en una solución permite la utilización de este fenómeno con fines cuantitativos. Si la emisión se produce por latransición desde el primer estado excitado al fundamental se obtienen las llamadas líneas de resonancia que son las más intensas y las que se utilizan generalmente en este método. En la Figura 1 se muestran los espectros de emisión de llama de algunos metales.

Figura 1: Espectros de llama de algunos metales.

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Los procesos que conducen a la emisión se logran mediante la introducción de la muestra en el seno de la llama. La muestra se nebuliza transformando la disolución en un aerosol o “spray” de líquido que queda suspendido en el gas que viaja al quemador o mechero. Debido a su simplicidad y sensibilidad la fotometría de llama es muy útil para ciertos análisis de rutina, especialmente cuando seanalizan metales alcalinos, alcalino-térreos, que son los más fácilmente excitables y cuya determinación por otros métodos es por lo general más complicada. La mayor dificultad que ofrece este método está originada por el gran número de variables que influyen en la intensidad de la radiación, exigiendo, por lo tanto, un control cuidadoso de las mismas para lograr una buena reproducibilidad yobligando al empleo de soluciones patrones del elemento a determinar. Por esta razón no se considera un método de análisis absoluto. CARACTERÍSTICAS DE LA LLAMA La mayor fuente de incertidumbre en este método la constituyen las variaciones en el comportamiento de la llama, de modo que es importante conocer sus características y las variables que la afectan. La llama debe cumplir ciertos requisitos:poseer la temperatura adecuada para llevar a cabo satisfactoriamente los procesos ocurridos en su seno; que su temperatura se mantenga constante, y que su propio espectro no interfiera en la observación especifica de la emisión que se desea medir. 1-Temperatura de la llama La llama se obtiene mediante la reacción de un combustible y un oxidante (o comburente) en el un quemador o mechero. Dependiendodel tipo y composición de la mezcla utilizada se alcanzan diferentes temperaturas en la llama. En el cuadro siguiente se indican las temperaturas máximas que se alcanzan según las mezclas combustible-comburente empleadas: Combustible Gas natural Gas natural Hidrógeno Hidrógeno acetileno acetileno acetileno cianógeno Comburente aire oxígeno aire oxígeno aire oxígeno óxido nitroso oxígeno Temperatura(°C) 1700 – 1900 2700 – 2800 2000 – 2050 2550 – 2700 2120 – 2400 3050 – 3150 2600 – 2800 más de 4500

La temperatura provista por la combustión del gas natural en aire es la más baja, pero es suficiente para excitar a los metales alcalinos y alcalino-térreos. Para obtener los espectros de emisión de los metales pesados o de aquellos metales que forman especies moleculares difíciles de...