EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA EMISSÃO ATOMICA

ANÁLISE INSTRUMENTAL AULA 9 – 03/12/2013

Atomização por chama ou Atomização por plasma, plasma de corrente contínua(menos utilizado).

EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA EMISSÃO ATOMICA

Espectrômetros de fonte de plasma

Fonte de introdução de amostra, que leva a amostra ao atomizador, depois átomos são excitados e ao retornarem ao estado fundamental emitem luz em um determinado comprimento de onda, que é captado pelo sistema e transformado em absorbância ou transmitância.

Espectrômetros (características do equipamento como é adquirido)

_ Sequencial: para cada um dos elementos o sistema capta a resposta. De maneira geral, Só é capaz de coletar os dados de um elemento por vez. Para absorção atômica, para cada medida tenho que trocar a lâmpada de catodo oco e injetar novamente a amostra. Este espectrofotômetro opera de maneira semelhante ao equipamento de absorção atômica, e a possibilidade de analisar muitos elementos, mesmo que sequencialmente, é menor.

_ Multicanal simultâneo: ao redor da fonte de plasma existem vários monocromadores. Os elementos que eles vão detectar são determinados pelo analista. Tem a vantagem de análise simultânea de vários átomos na amostra. [pic 1]

Lembrando que o plasma pode ser observado de forma radial ou axial.

A radiação emitida é captada de uma vez só e faço separação na lente de difração para quantificar cada elemento.

Fontes de emissão por chama (Fotometria de chama)

É mais utilizada na absorção do que na emissão porque só conseguimos emissão para metais alcalinos e alguns alcalinos terrosos usando a chama, pois a temperatura atingida é menor e nos outros casos não é suficiente para promover atomização. Na emissão de chama a amostra líquida ou solubilizada é nebulizada, levada para a chama alinhada com o sistema óptico que incide a luz e a luz absorvida é detectada para fornecer a resposta. Sistema muito mais simples do que o plasma. Não requerem uso de argônio. Vendido muito para análise de sódio e análises clínicas, vendidos em configuração necessária para analise destes elementos.

_ Temperaturas mais baixas;

_ Instrumentos mais simples;

_ Usado para análises de metais alcalinos e cálcio.

_Aparelhos já prontos para análise de Na, K, Li e Ca.

[pic 2]

ANÁLISE QUANTITATIVA

Todos os elementos metálicos + B, P, N, S e C (sistema a vácuo)

Elementos metálicos podem ser analisados por emissão ou absorção, mas outros como B,P,N,S,C podem ser analisados por emissão atômica se o sistema está a vácuo porque vários destes compostos tem absorção em comprimento de onda menores que 200nm. Como essas redes de extração geralmente não atendem estes comprimentos de onda tão baixos, mesmo porque várias espécies presentes no ar possuem esses elementos e em consequência disto também vão responder ao método e fazer com que o branco não seja fiel, para analise destes elementos preciso de sistema a vácuo. Lembrando que a lei de Beer não pode ser usada porque parâmetros como absortividade molar variam de acordo com as condições do meio, que não serão levadas em conta na lei.

_ Obediência a Lei de Beer; tanto para emissão quanto para absorção atômica.

_ Preparo de amostra: ICP _ amostras líquidas ou sólidas (menor

manipulação); se a amostra for sólida é preciso fazer digestão e se a amostra for líquida geralmente não é preciso preparar muito a amostra o que determina em qual estado a amostra vai ser analisada é a calibração (características do analito  em conjunto com a técnica que analisa forma sólida ou líquida). Lembrando da dificuldade de se obter padrões sólidos para serem analisados.

_ Linearidade: Chama _ duas ou três dezenas de concentração.  ICP e DCP _ quatro a cinco dezenas de concentração; Detecção de baixas concentrações de analito, fazendo com que etapas de pré-concentração sejam dispensadas).

_ Desvios da linearidade: auto-absorção (altas concentrações), autoreversão

(temperatura do meio não é homogênea); ionização do analito

(em baixas concentrações); alterações nas características do atomizador

(vazão, temperatura e eficiência) com a concentração do analito;

Relacionados principalmente à lei de beer, como concentrações, interferência de outras espécies decorrentes da temperatura como ionização do analito (preciso de analito no estado fundamental ou excitado). No ICP essa interferência por ionização não é sentida porque o gás argônio já é constituído por vários átomos ionizados (em baixas concentrações de analito pode ser que a interferência ocorra).

_ Seleção de linhas; metais de transição geralmente tem um numero maior de linhas. Equipamento tem maior numero de linhas disponíveis, mas aquelas são as que garantem que não haja interferências no meio e são linhas muito densas que garantem que podem ser detectadas concentrações baixas de analito.

[pic 3]

_ Calibração com padrão externo (+ comum) ou padrão interno. Analise de várias amostras e construção de uma curva que abranja o intervalo de concentração para todas elas e depois realizar analise das amostras separadamente. De maneira geral, quando não há variações de condições experimentais é possível usar PE, mas em alguns casos a utilização de PI melhora a linearidade do sistema.

[pic 4]

[pic 5]

Ao escolher técnica espectroscópica, devo analisar qual a extensão da resposta de que preciso, porque cada uma dessas técnicas tem fatores + e -. Primeiro olhar a concentração esperada do analito na amostra, se são tao baixas devo usar vaporização eletrotécnica(ciente de todos os seus pontos -) e se a amostra pode ser analisada por ICP ele é preferencial se o objetivo é analise de vários elementos, mas ciente de que o consumo de argônio é muito grande.

AAS: ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATOMICA

AES: ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ATOMICA

ICP usando sistema de detecção óptico ou usando sistema de absorção de espectrômetro de massa.

Vaporização eletrotérmica é a técnica de menor LD e só é viável para baixa concentração porque o custo é muito alto e precisa ser justificado. Faixa linear para ICP/MS. Para AAS na chama a amostra fica menor tempo em contato com a chama, enquanto no caso eletrotérmico o tempo é maior. ICP, maior possibilidade de interferência espectral porque vários elementos são analisados ao mesmo tempo. O que preciso ter é um filtro que realmente garante que não haverá interferência de demais elementos. Isso não é problema porque existem vários números de linhas. Altas temperaturas do plasma destroem espécies interferentes. Vaporização eletrotérmica reque mais tempo porque requer ciclo de aquecimento.