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1. ANTECEDENTES DE LA ESPECTROS ESPECTROSCOPÍA COPÍA DE ABSORCION ATÓMICA LUCIA: El término espectroscopia significa la observación y el estudio del espectro, o registro que se tiene de una especie tal como una molécula, un ion o un átomo, cuando estas especies son excitadas por alguna fuente de energía que sea apropiada para el caso. Uno de los pioneros en la espectroscopia fue Isaac Newton, quien a principios de 1600 observó y estudió el comportamiento de la luz solar cuando esta atraviesa por un prisma.
En 1831, J.F. Herschel demostró, que las sales de diferentes metales producen distintas coloraciones a la flama cuando las sales disueltas o en forma directa son puestas en contacto con ésta. Así por ejemplo la sales de calcio dan a la flama un color naranja, las de sodio un color amarillo, las de potasio un color violeta, etc.
JENIFER: kirchhoff y Bunsen en 1859 ampliaron el conocimiento de la naturaleza de este fenómeno, cuando la luz colorida producida por el metal en la flama la hicieron incidir en un depósito óptico que separa la radiación emitida por el metal, de la luz solar. En éste instrumento que fue llamado espectroscopio ( espectroscopio= observación del espectro ) se observa que cada metal que emite radiación de diferente color, presenta líneas que aparecen en diferentes posiciones en la pantalla o campo de observación. Adicionalmente, la intensidad de la línea está directamente relacionada a la concentración del elemento en solución. De esta manera se tiene una forma de identificar el elemento
Gracias al desarrollo de la espectroscopia cuando se daba la noticia de haber encontrado algún elemento nuevo, se observaba su espectro. Si este coincidía con los elementos ya conocidos se descartaba la novedad del elemento, si no coincidía con ninguno de los espectros de elementos se consideraba uno más de la lista de elementos químicos. Aunque las aplicaciones de la espectroscopia en el análisis cualitativo fueron casi inmediatas, su utilidad en el aspecto cuantitativo tuvo que esperar muchos años, ya que el desarrollo científico y tecnológico de ese momento era insuficiente.
ADRIANA: La forma moderna de la espectroscopia de absorción atómica fue desarrollada en gran parte durante la década de 1950 por un equipo de químicos australianos. La espectroscopia atómica se puede dividir en tres clases:
Espectroscopia de Emisión Atómica (EEA): utiliza la intensidad de la luz emitida desde una llama, plasma, arco o chispa en una longitud de onda particular para determinar la cantidad de un elemento en una muestra Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA): permite medir las concentraciones específicas de un material en una mezcla y determinar una gran variedad de elementos. Espectroscopía de Fluorescencia Atómica (EFA): se basa en la emisión fluorescente de una muestra. Esto involucra el uso de un haz de luz, comúnmente de luz ultravioleta, que excita a los electrones en ciertas moléculas o átomos y causa la emisión de, típica pero no necesariamente, luz visible.
2. Espectroscopia de Absorción Atómica CHUCHO:
La espectroscopia de absorción atómica es un método instrumental de la Química analítica que determina una gran variedad de elementos al estado fundamental como analitos. Un espectrofotómetro es un instrumento usado en el análisis químico que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones y la concentración o reacciones químicas que se miden en una muestra. Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra. Esto le permite al operador realizar dos funciones: 1. dar información sobre la naturaleza de la sustancia en la muestra, 2. indicar indirectamente qué cantidad de la sustancia que nos interesa está presente en la muestra.
ERANDI:
Componentes de un espectrofotómetro Un espectrómetro de absorción atómica de llama consta de la siguiente instrumentación básica necesaria para poder realizar medidas de absorción: a) b) c) d)
Fuente de radiación Sistema nebulizador-atomizador Monocromador Detector
a) Las fuentes de radiación empleadas en el espectrofotómetro de absorción atómica deben originar una banda estrecha, de intensidad adecuada y estabilidad suficiente, durante períodos de tiempo prolongados. Las más comúnmente utilizadas son las lámparas de cátodo hueco. Estas lámparas están constituidas por un cátodo metálico capaz de emitir radiaciones de las mismas longitudes de onda que son capaces de absorber los átomos del elemento que se desea analizar. En algunas ocasiones los cátodos están formados por más de un elemento, de manera que se pueden utilizar para su determinación sin necesidad de cambiar la lámpara. También puede disponerse de las llamadas lámparas de descarga gaseosa, en las cuales se produce la emisión por el paso de corriente a través de un vapor de átomos metálicos, y que se emplean tan solo para algunos elementos como el Hg.
b) Sistema nebulizador-atomizador .-El nebulizador y el sistema atomizador suelen estar integrados en uno, especialmente en los equipos de absorción atómica. En este sistema, la disolución de la muestra (o parte de ella) es inicialmente aspirada y dirigida como una fina niebla hacia la llama (atomizador), lugar donde se forman los átomos en estado fundamental. Para obtener la llama se requiere un combustible (por ejemplo, acetileno) y un oxidante (por ejemplo, aire): La óptica de un espectrofotómetro de absorción atómica es similar a la de cualquier otro espectrofotómetro.
HERIBERTO: c)
Monocromador.- El
monocromador (prismas, redes de difracción…) En general, dispone de una rendija o ranura de entrada que limita la radiación lumínica producida por la fuente y la confina en un área determinada, un conjunto de espejos para pasar la luz a través del sistema óptico, un elemento para separar las longitudes de onda de la radiación lumínica, que puede ser un prisma o una rejilla de difracción, y una rendija de salida para seleccionar la longitud de onda con la cual se desea iluminar la muestra. Parte de la radiación no absorbida es dirigida hacia el detector. e) Detector.- (por ejemplo, un fotomultiplicador), El sistema de detección puede estar diseñado con fotoceldas, fototubos, fotodiodos o fotomultiplicadores. Esto depende de los rangos de longitud de onda, de la sensibilidad y de la velocidad de respuesta requeridas. El sistema de detección recibe la energía lumínica proveniente de la muestra y la convierte en una señal eléctrica proporcional a la energía recibida. La señal eléctrica puede ser
procesada y amplificada, para que pueda interpretarse a través del sistema de lectura que una vez procesada es presentada al analista de diferentes maneras (por ejemplo, unidades de absorbancia).
LUPITA:
3. INTERFERENCIAS A pesar de ser una técnica muy selectiva, la AAS tiene una serie de interferencias que conviene conocer. Las podemos agrupar en dos tipos: Interferencias espectrales e interferencias químicas.
INTERFERENCIAS ESPECTRALES Se entiende así a toda radiación que alcanza el detector procedente de una fuente distinta que la del elemento en estudio. En otras palabras, las interferencias espectrales se producen por la superposición de una línea o banda de un elemento impureza con la longitud de onda del elemento en estudio. ****************************************************************************************************
INTERFERENCIAS QUIMICAS Se deben a diversos procesos químicos que pueden ocurrir durante la atomización y que alteran las características de absorción del analito. La causa más común de este tipo de interferencias es la presencia en la muestra de aniones que forman con el analito compuestos poco volátiles, que disminuyen por tanto el grado de atomización.
4. Instrumentación en espectroscopia de absorción atómica. Los componentes básicos de un equipo de absorción atómica son:
La fuente radiante más común para las mediciones de absorción atómica es la lámpara de cátodo hueco, que consiste en un cilindro relleno con un gas inerte dentro del cual se encuentra un cátodo (construido del metal a analizar) y un ánodo. Al aplicar un cierto potencial a través de los electrodos esta fuente emite el espectro atómico del metal del cual está construido el cátodo.
En la EAA se utilizan atomizadores con y sin llama para producir átomos libres del metal en el haz de la radiación. El atomizador con llama está compuesto de un nebulizador y un quemador. La solución de la muestra es convertida primero a un fino aerosol, y luego llevada a la llama que entrega la energía suficiente para evaporar el solvente y descomponer los compuestos químicos resultantes en átomos libres en su estado fundamental. Las mezclas de gases más usados para producir la llama adecuada son: aire/propano, aire/acetileno y óxido nitroso/acetileno. Generalmente, la elección dependerá de la temperatura requerida para la disociación de los compuestos y de las características químicas del elemento a determinar.
En los atomizadores sin llama-atomización electrotérmica con horno de grafito el vapor atómico se genera en un tubo de grafito calentado eléctricamente, en cuyo interior se ubica la muestra. Estos atomizadores presentan diversas ventajas, como una alta eficiencia en generar vapor atómico, permite el empleo de pequeños volúmenes de muestra y análisis directo de muestras sólidas.
Los espectrofotómetros de absorción atómica poseen generalmente monocromadores de red con montaje de Littrow o de Czerny-Turner. Estos monocromadores permiten aislar una línea de resonancia del espectro emitido por la lámpara de cátodo hueco.
Como detector, se emplea un fotomultiplicador que produce una corriente eléctrica, la cual es proporcional a la intensidad de la línea aislada por el monocromador. Un amplificador selectivo amplifica la señal pasando luego a un dispositivo de lectura que puede ser un voltímetro digital o un registrador u otros.
5. TÉCNICAS ANALÍTICAS. (Aplicaciones) Este método se puede aplicar para la determinación de ciertos metales tales como: antimonio, cadmio, calcio, cesio, cromo, cobalto, oro, plomo, níquel, entre otros. Se emplea en análisis de agua, de suelos, bioquímica, toxicología, medicina, industria farmacéutica, alimenticia, petroquímica, muestras geológicas, muestras orgánicas, metales y aleaciones, petróleo y sus subproductos; y de amplia gama de muestras de industrias químicas y farmacéuticas. Las muestras líquidas generalmente presentan pocos problemas de pre tratamiento; entonces todas las muestras sólidas son primero disueltas. Las muestras gaseosas son casi siempre pre tratadas extrayendo el analito por burbujeo del gas en una solución y analizando entonces esa solución, o absorbiendo los analitos en una superficie sólida y poniéndolo entonces en solución por lixiviación con los reactivos apropiados. El muestreo directo de sólidos puede efectuarse con un horno electrotérmico. En el análisis de las trazas el analista debe estar muy alerta a posibles fuentes de contaminación de la muestra tales como los recipientes de almacenamiento, impurezas en los reactivos y solventes utilizados en el pre
tratamiento. Una atención especial debe darse a minimizar la contaminación por el polvo del lugar de trabajo, por el roce involuntario con la piel o la ropa del analista y por el material de vidrio del laboratorio. El instrumental empleado en estos análisis es un Espectrómetro de Absorción Atómica. Este equipo generalmente está compuesto por una lámpara del tipo cátodo hueco, un quemador o mechero, compuesto a su vez por un nebulizador de la muestra, y dispositivos selección de longitudes de onda (monocromador tipo rejilla de difracción), transducción y amplificación (tubo fotomultiplicador) y lectura de la señal.
Bibliográfia
http://blog.utp.edu.co/docenciaedwin/files/2014/03/historia-AA.pdf http://absorcion-atomica.blogspot.mx/2011/07/antecedentes-de-la-espectroscopia.html https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/8252/4/T7Abasorc.pdf https://books.google.com.mx/books?id=gtRcq1g4DmYC&pg=PA309&lpg=PA309&dq=interferencias+espe ctrales&source=bl&ots=C5Sh54Wtip&sig=RY8b6Iwzl3c3TyM5F1FbcjxzHlk&hl=es419&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwi66_mkmK_TAhUL3GMKHTFKDncQ6AEISzAJ#v=onepage&q=interfere ncias%20espectrales&f=false
