Espectometria

ESPECTRO(FOTO)METRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA COM ATOMIZAÇÃO ELETROTÉRMICA EM FORNO DE GRAFITE – GFAAS

Elemento traço: ”é aquele presente em baixa concentração e que pela sua presença fornece informações relevantes ou por suas propriedades químicas e físicas exerce uma marcante influência positiva ou negativa no meio” Lenihan & Hilger (1988)

Concentração do analito suficientemente baixa para causar dificuldades na obtenção de resultados confiáveis.

Elementos Maiores: 1 – 100%

Elementos Menores: 0,01 – 1%

Elementos Traços: < 0,01% (100 mg kg-1)

“Atualmente os teores se encontram em torno de 100 µg kg-1”

GRAFITE: matéria prima dos tubos.

Grafite: semicondutor, se aquece pela passagem de corrente elétrica, podendo atingir temperaturas muito mais elevadas que em chama e com maior controle operacional.

Hoje em dia a plataforma e o tubo do forno são feitos de Grafite Pirolítico, menos poroso e mais denso que o grafite eletrolítico inicialmente empregado.

I. Aquecimento Longitudinal (HGA- Heated Graphite Atomizer) - ΔT alto – Aquecimento não isotérmico

Problemas: diminuição do número de átomos no estado gasosos ou pode haver recombinação dando origem a espécies que absorvam na raia analítica.

II. Aquecimento Transversal (THGA- Transversely Heated Graphite Atomizer) - ΔT baixo – Aquecimento isotérmico

Plataforma: aquecimento por irradiação.

Tubo: aquecimento por condução T plataforma < T parede forno – evita a recombinação de átomos

T pirólise ótima, é a maior possível sem perdas de sinal de absorbância integrada.

T atomização ótima, resulta em boa sensibilidade, precisão e melhores formas de picos para os 5 elementos.

GÁS DE PROTEÇÃO

Ø Evita combustão do grafite (eletrodos, tubo e plataforma)

Ø Promove arraste de produtos oriundos da secagem e/ou da pirólise

Ø Evita oxidação de átomos metálicos

Ø N2 : C(s) + ½ N2 → CN(g) e CN(g) + M(g) → MCN(g) (não recomendado)

Ø Argônio : gás inerte (pureza adequada)

Ø H2 : redutor; modificador químico

Ø O2 : auxilia decomposição de materiais orgânicos; modificador químico

REVESTIMENTO PIROLÍTICO DO TUBO DE GRAFITE

Ø Impermeabilidade a gases

Ø Maior resistência a oxidação do que o grafite normal

Ø Possui baixa reatividade química. Menor formação de carbetos

Ø Aumento da vida útil e sensibilidade para muitos elementos.

PROGRAMA DE AQUECIMENTO

Ø SECAGEM – remoção do solvente, ácido ou azeótropo

Ø PIRÓLISE – separação entre componentes da matriz e analito

Ø ATOMIZAÇÃO – vaporização do analito e medida

Ø LIMPEZA – evitar memória do analito

PROGRAMA DE AQUECIMENTO

• Parâmetros a observar durante a otimização da curva de pirólise e atomização

Ø Absorbância

Ø Sinal de fundo

Ø Perfil do sinal analítico

Secagem: temperatura próxima ao ponto de ebulição do solvente (80-200 oC)

Evaporação de solvente conduz a formação de um filme de material sólido na superfície do tubo de grafite

Elevação da Temperatura: para remoção da matriz, a (350-1600oC)

• não se pode perder a espécie analítica

Compostos refratários são deixados de lado:

• tais como óxidos

Remoção da matriz interferente sem perda do analito (450-1600°C)

O forno se aquece rapidamente na taxa de (1000o-2000o C/s)

O resíduo é vaporizado e os átomos no estado fundamental absorvem o feixe (1600-2600 oC)

A ELEVADA TEMPERATURA DE PIRÓLISE

Ø separa os componentes voláteis da matriz

Ø retarda a atomização do analito até que condições mais isotérmicas possam ser alcançadas

Ø melhora a separação temporal entre o sinal analítico (AA) e o sinal de Fundo (BG)

MODIFICADOR QUÍMICO OU DE MATRIZ

• Reduzem a volatilidade do analito para permitir o uso de temperaturas de pirólises mais altas

• Aumenta a volatilidade da matriz para eliminar o máximo de concomitantes que poderiam interferir na atomização

• Em alguns casos reduz o Fundo (background).

MODIFICADOR QUÍMICO PERMANENTE

Ä Vantagens :

• ↑ vida útil do tubo de grafite ( 2 a 4 vezes)

• possibilita o emprego de soluções de pureza moderada

• estabilização térmica