Espectrometria De Absorção Atômica

O princípio fundamental da espectrometria de absorção atômica envolve a medida da absorção da intensidade da radiação eletromagnética, proveniente de uma fonte de radiação primária, por átomos gasosos no estado fundamental. A espectrometria de absorção atômica (AAS - do inglês Atomic Absorption Spectrometry) utiliza esse fenômeno para a determinação quantitativa de elementos (metais, semimetais e alguns não metais) em uma ampla variedade de amostras. Os dois tipos de atomizadores mais usados em AAS são: a chama e o forno de grafite.

A espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS - do inglês Flame Atomic Absorption Spectrometry) é a técnica mais utilizada para análises elementares em níveis de mg/L, enquanto que a espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (ETAAS - do inglês Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry) é utilizada para determinações de baixas concentrações (μg/L).

Considere-se, inicialmente, um átomo de um elemento químico qualquer no estado fundamental, ou seja, com todos seus elétrons no estado de menor energia.

Seja Eo a representação do menor nível de energia de um átomo qualquer, e E1 um nível de energia mais elevado ou excitado (Figura 1).

Quando esse átomo absorve um quantum de energia radiante, passando do estado Eo para E1, essa quantidade de energia (ΔE) pode ser determinada pela equação (1):

ΔE = E1 - Eo = hν = hc/λ ...................(1)

onde:

ΔE = variação de energia do estado menos energético, ou seja, o átomo no seu estado fundamental (Eo) para um estado mais energético (E1)

c = velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 108 m s-1

h = constante de Planck = 6,6 x 10-34 J s

ν = frequência

λ = comprimento de onda

Após absorver a radiação, o átomo sofre relaxação e o elétron volta ao nível de energia mais estável (10-9 a 10-7 s), liberando a energia adquirida nas formas de luz ou calor (ΔE). Considerando-se M um átomo gasoso neutro no estado fundamental e M* um átomo no estado excitado, o processo de absorção de energia pode ser representado por:

M + energia → M*

e a emissão de radiação pelo átomo excitado por:

M* → M + hν

Deve-se destacar que, na espectrometria de absorção atômica, a energia absorvida pelo átomo gasoso no estado fundamental é proveniente de uma fonte de radiação eletromagnética apropriada, ou M + hν→ M*. Em espectrometria de absorção atômica, a maioria dos sistemas de atomização utiliza energia térmica para os processos de atomização, ou seja, para a produção de átomos gasosos no estado fundamental. Ver-se-á mais adiante que o sistema de detecção de um espectrômetro de absorção atômica é projetado para detectar somente a intensidade da radiação, associada ao comprimento de onda característico do analito, proveniente da fonte de radiação. Os átomos excitados no atomizador retornam ao estado fundamental emitindo o mesmo comprimento de onda que é emitido pela fonte de