PresentaciónAAS

GERMAN ROBERTO STAUB QGERMAN ROBERTO STAUB QUIMICO U de CONCEPCIÓN-CHIUIMICO U de CONCEPCIÓN-CHILELE

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INTRODUCCION A INTRODUCCION A LAS TECNICAS LAS TECNICAS ANALITICASANALITICAS..

Espectroscopia de Absorción Espectroscopia de Absorción AtómicaAtómica

ICP PlasmaICP Plasma


22- Espectroscopia ICP Plasma- Espectroscopia ICP Plasma


33


44


55

Método de EmisiónMétodo de Emisión


66


77


88


99

Tipos de equipos de AASTipos de equipos de AAS


1010

Driagrama de un AASDriagrama de un AAS


1111

LamparasLamparas


1212

Cámara de atomizaciónCámara de atomización


1313

Energía ionizanteEnergía ionizante


1414

AtomizaciónAtomización


1515

Espectrofotometría de Espectrofotometría de absorción atómicaabsorción atómica


1616

Tipos de Tipos de EspectrofotómetrosEspectrofotómetros

de emisión.de emisión. Absorción Atómica.Absorción Atómica. Absorción Absorción

MolecularMolecular Ultravioleta.Ultravioleta. Infrarrojo.Infrarrojo.


1717

Espectrofotometría de Espectrofotometría de absorción atómicaabsorción atómica

Es una técnica muy Es una técnica muy relacionada con la relacionada con la fotometría de llama ya fotometría de llama ya que se utiliza una llama que se utiliza una llama para excitar los átomos para excitar los átomos y un nebulizador para y un nebulizador para atomizar la disolución atomizar la disolución de la muestra de modo de la muestra de modo que los elementos a que los elementos a analizar se encuentran analizar se encuentran en forma de vapor de en forma de vapor de átomos. átomos.


1818

PRINCIPIOPRINCIPIO La muestra es aspirada y llevada a una flama, atomizada. Un haz de luz es dirigido a través de una celda donde la muestra es atomizada y posteriormente es dirigida a través de un monocromador y un detector (tubo fotomultiplicador) que mide la cantidad de luz absorbida por el elemento atomizado en la flama. La cantidad de energía absorbida en esta longitud de onda característica es proporcional a la concentración del elemento en la muestra sobre un intervalo limitado de la concentración de acuerdo a la ley de Lambert -Beer. Debido a que cada elemento tiene su propia y característica longitud de onda, es utilizada una lámpara compuesta por este elemento, lo cual hace este método libre de interferencia


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Longitud de onda únicaLongitud de onda única

En absorción atómica existe una En absorción atómica existe una fuente independiente de luz fuente independiente de luz monocromática, específica para cada monocromática, específica para cada elemento a analizar y que se hace elemento a analizar y que se hace pasar a través del vapor de átomos, pasar a través del vapor de átomos, midiéndose posteriormente la midiéndose posteriormente la radiación absorbidaradiación absorbida. .


2020

EAA ó AAS se refiere a la absorción de energía EAA ó AAS se refiere a la absorción de energía de los átomos. Si se aplica energía a un átomo, de los átomos. Si se aplica energía a un átomo, este la absorbe, y el electrón externo es este la absorbe, y el electrón externo es promovido a una configuración conocida como promovido a una configuración conocida como estado excitado, dado que ese estado es estado excitado, dado que ese estado es inestable, el átomo retornará inmediatamente al inestable, el átomo retornará inmediatamente al estado fundamental, emitiendo energíaestado fundamental, emitiendo energía..


2121

Concepto Concepto

Básicamente un AAS determina la Básicamente un AAS determina la Energía absorbida por los átomos al Energía absorbida por los átomos al excitarse y esa variación de Energía excitarse y esa variación de Energía es captada por el detector es captada por el detector transformándola en una señal que transformándola en una señal que es directamente proporcional a la es directamente proporcional a la concentración.concentración.


2222

Excitación de átomosExcitación de átomos

• Cuando Un átomo absorbe energía, ésta ocasiona algún

cambio en su estructura (excitación).

• Los átomos absorben radiación de diversas regiones del espectro electromagnético (IR, UV ó VIS)

En la espectrofotometría de llama la radiación emitida es proporcional a la concentración de la muestra.

En la espectrofotometría de absorción atómica la radiación absorbida por los átomos no excitados es la que se determina y se asocia con la concentración de la muestra.


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Absorción de EAbsorción de E


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Emisión de EEmisión de E


2525

LUZLUZonda y partículaonda y partícula


2626

Espectro de radiacionesEspectro de radiaciones


2727

Esquema de un AASEsquema de un AAS


2828

Emisión de llama (a) Absorción atómica (b)


2929

Lámparas de cátodo huecoLámparas de cátodo hueco Lámpara de cátodo hueco Esta lámpara consiste en

un ánodo de wolframio y un cátodo cilíndrico cerradas herméticamente en un tubo de vidrio lleno con neón / argón al vacío. El cátodo esta constituido con el metal cuyo espectro se desea obtener, el filamento esta recubierto con una capa de dicho metal. Una parte de estos átomos se excitan con la luz que pasa a través de ellos y, de este modo, al volver al estado fundamental emiten su radiación característica, los átomos metálicos se vuelven a depositar difundiendo de nuevo hacia la superficie del cátodo y parte hacia las paredes del vidrio.

http://rds.yahoo.com/_ylt=A9G_bF5csitINjwBKWSJzbkF;_ylu=X3oDMTBpdnJhMHUzBHBvcwMxBHNlYwNzcgR2dGlkAw--/SIG=1m90p0h09/EXP=1210909660/**http%3A//images.search.yahoo.com/images/view%3Fback=http%253A%252F%252Fimages.search.yahoo.com%252Fsearch%252Fimages%253Fei%253DUTF-8%2526q%253Dlampara%252Bde%252Bcatodo%252Bhueco%2526fr2%253Dtab-web%2526fr%253Dmegaup%2526p%253Dlampara%252520de%252520catodo%252520hueco%26w=500%26h=400%26imgurl=static.flickr.com%252F120%252F287660089_eaf5127b86.jpg%26rurl=http%253A%252F%252Fwww.flickr.com%252Fphotos%252Fflorito%252F287660089%252F%26size=108.9kB%26name=L%C3%A1mpara%20de%20c%C3%A1todo%20hueco.%26p=lampara%20de%20catodo%20hueco%26type=JPG%26oid=50c2de30f016293e%26fusr=Florito%C2%B4s%20photos%26tit=L%C3%A1mpara%20de%20c%C3%A1todo%20hueco.%26hurl=http%3A//www.flickr.com/photos/florito/%26no=1&tt=2


3030

Existe una lámpara para cada metal y hay algunas multi-

elementos.


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Cámara de nebulización

Los Los espectrofotómetros de absorción espectrofotómetros de absorción atómicaatómica utilizan comúnmente un utilizan comúnmente un nebulizador, o cámara de nebulización para nebulizador, o cámara de nebulización para crear una nube de la muestra,crear una nube de la muestra,

Al ingresar la muestra liquida a la cámara, Al ingresar la muestra liquida a la cámara, se atomiza en forma de spray al chocar se atomiza en forma de spray al chocar con la bola de impacto.con la bola de impacto.

Parte de la muestra nebulizada es Parte de la muestra nebulizada es arrastrada al quemador y las gotas mas arrastrada al quemador y las gotas mas grandes son desechadas.grandes son desechadas.


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3333

CombustibleCombustible OxidanteOxidante TemperaturaTemperaturaDe la llama º CDe la llama º C

LlamaLlama OxidanteOxidante

ACETILENO AIREAIRE 1900-22001900-2200

Llama Llama ReductoraReductora

ACETILENOACETILENO OXIDO NITROSO

2700-29002700-2900

TIPOS DE LLAMATIPOS DE LLAMA

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible

http://es.wikipedia.org/wiki/Oxidante

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura


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QuemadorQuemador

El mechero es un elemento de titanio con una El mechero es un elemento de titanio con una ranura donde se combustiona la mezcla de ranura donde se combustiona la mezcla de

combustible y comburente junto con la combustible y comburente junto con la muestra.muestra.

La función de la llama es entregar la energía La función de la llama es entregar la energía

necesaria para excitar los átomos.necesaria para excitar los átomos.


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MONOCROMADORMONOCROMADOR Su función es seleccionar Su función es seleccionar

la longitud de onda la longitud de onda emitida por la muestra. emitida por la muestra. Existen diversas Existen diversas combinaciones y combinaciones y distribuciones de los distribuciones de los componentes ópticos componentes ópticos dentro de un dentro de un monocromador que monocromador que buscan optimizar la buscan optimizar la calidad del espectro calidad del espectro generado. Las más generado. Las más comunes son las comunes son las denominadas Litrow y denominadas Litrow y Turner para sistemas Turner para sistemas convencionales con redes convencionales con redes de difracción holográficas. de difracción holográficas. También se están También se están comenzando a utilizar comenzando a utilizar monocromadores con monocromadores con redes Echelle. redes Echelle.

http://rds.yahoo.com/_ylt=A9G_bDsWtCtIjUUATYGJzbkF;_ylu=X3oDMTBpY2Y5NXNiBHBvcwM2BHNlYwNzcgR2dGlkAw--/SIG=1fl4khpmr/EXP=1210910102/**http%3A//images.search.yahoo.com/images/view%3Fback=http%253A%252F%252Fimages.search.yahoo.com%252Fsearch%252Fimages%253Fei%253DUTF-8%2526q%253DMONOCROMADOR%2526fr2%253Dtab-web%2526fr%253Dmegaup%2526p%253DMONOCROMADOR%26w=200%26h=160%26imgurl=www.instrumatic.es%252FFotos%252FOptometric%252Fmini_monocromador_3.jpg%26rurl=http%253A%252F%252Fwww.instrumatic.es%252FTecnologia_1.htm%26size=22.8kB%26name=mini_monocromador_3.jpg%26p=MONOCROMADOR%26type=JPG%26oid=0f59c2f12d58f5ba%26no=6&tt=28


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DETECTORESDETECTORES El detector es el

dispositivo encargado de captar la señal óptica proveniente del monocromador y transformarlo en una señal electrónica capaz de ser convertida en un valor legible. El más común es el foto multiplicador, tubo de vacío provisto de placas fotosensibles que recibe los fotones, los convierte en impulsos electrónicos y los multiplica hasta obtener la suficiente intensidad eléctrica.


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Ley de Lambert-BeerLey de Lambert-Beer

Dónde: Dónde: A es la absorbancia (o absorbencia) A es la absorbancia (o absorbencia) I0 es la intensidad de la luz incidente I0 es la intensidad de la luz incidente I1 es la intensidad de la luz una vez ha atravesado el medio I1 es la intensidad de la luz una vez ha atravesado el medio L es la distancia que la luz atraviesa por el cuerpo L es la distancia que la luz atraviesa por el cuerpo c es la concentración de sustancia absorbente en el medio c es la concentración de sustancia absorbente en el medio α es el coeficiente de absorción o la absorbancia molar de la α es el coeficiente de absorción o la absorbancia molar de la

sustancia sustancia λ es la longitud de onda del haz de luz λ es la longitud de onda del haz de luz

A = -log10 T

T = I1 / Io


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Concepto de la Ley de BeerConcepto de la Ley de Beer

En resumen, la ley explica que hay una relación En resumen, la ley explica que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de una exponencial entre la transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si conocemos l y α, la concentración de la luz atraviesa. Si conocemos l y α, la concentración de la sustancia puede ser deducida a partir de la cantidad de luz sustancia puede ser deducida a partir de la cantidad de luz transmitida.transmitida.

La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy elevadas, especialmente si el material dispersa mucho la elevadas, especialmente si el material dispersa mucho la luz.luz.

La relación de la ley entre concentración y absorción de luz La relación de la ley entre concentración y absorción de luz está basada en el uso de espectroscopia para cuantificar e está basada en el uso de espectroscopia para cuantificar e identificar sustancias.identificar sustancias.


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Ley de BeerLey de Beer La ley de Beer afirma que la absorbancia es proporcional a La ley de Beer afirma que la absorbancia es proporcional a

la concentración de la especie absorbente. Esta ley se la concentración de la especie absorbente. Esta ley se aplica a la radiación monocromática y es valida aplica a la radiación monocromática y es valida exactamente para disoluciones diluidas de la mayoría de exactamente para disoluciones diluidas de la mayoría de las sustancias.las sustancias.

En disoluciones concentradas, las moléculas de soluto En disoluciones concentradas, las moléculas de soluto interaccionan entre si debido a su proximidad. Cuando las interaccionan entre si debido a su proximidad. Cuando las moléculas del soluto se acercan unas a otras, sus moléculas del soluto se acercan unas a otras, sus propiedades cambian. Las propiedades de una molécula no propiedades cambian. Las propiedades de una molécula no son exactamente las mismas en diferentes disolventes.son exactamente las mismas en diferentes disolventes.

Y=mX+B Abs= pendiente * Conc.+ InterceptoY=mX+B Abs= pendiente * Conc.+ Intercepto

============ Conc.= Abs – Intercepto / Pendiente. Conc.= Abs – Intercepto / Pendiente.


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Longitud de onda de Longitud de onda de Absorción de los metales.Absorción de los metales.

Elemento Longitud de onda (nm) Condiciones de llama

Aluminio (Al) 309,3 N2O-C2H2 reductora (roja) Cadmio (Cd) 228,8 Aire-C2H2 oxidante (azul) Cinc (Zn) 213,9 Aire-C2H2 oxidante (azul) Cobalto (Co) 240,7 Aire-C2H2 oxidante (azul) Cobre (Cu) 324,8 Aire-C2H2 oxidante (azul) Cromo (Cr) 357,9 Aire-C2H2 reductora (amarilla) Hierro (Fe) 248,3 Aire-C2H2 oxidante (azul) Manganeso (Mn) 279,5 Aire-C2H2 oxidante (azul) Molibdeno (Mo) 313,3 N2O-C2H2 reductora (roja) Níquel (Ni) 232,0 Aire-C2H2 oxidante (azul) Plata (Ag) 328,1 Aire-C2H2 oxidante (azul) Plomo (Pb) 283,3 Aire-C2H2 oxidante (azul)


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CalculosCalculos

Realizar Curva de Calibración 3 ó 4 Realizar Curva de Calibración 3 ó 4 ptos.ptos.

Registrar Abs. para cada Conc. Registrar Abs. para cada Conc. Registrar Abs.muestraRegistrar Abs.muestra

C = (((Abs-Intercepto)*Dil) / Pend)C = (((Abs-Intercepto)*Dil) / Pend)


4242

Grafico de calibraciónGrafico de calibraciónConc. 3,699 mg/L

=============================

Correlación 0,9984

Intercepto 0,0014

Pendiente 0,0983

Std.1 2 mg/L

Abs.std.1 0,19

Std.2 3 mg/L

Abs.std.2 0,31

Std.3 4 mg/L

Abs.std.3 0,39

Std. 4 6 mg/L

Abs.std.4 0,59

dilucion 1

lectura 0,365


4343

Ventajas de la EAAVentajas de la EAA

Rápido – Unos pocos segundos por determinación – Bajo costo por análisis – Menor cantidad de muestra – Bajo consumo de gas • Determinación elemento por elemento • Límite de Detección partes por millón (ppm) • Fácil de usar - Bajas interferencias


4444


4545

Esquema del generador Esquema del generador de Hidrurosde Hidruros


4646


4747

Análisis de MercurioAnálisis de Mercurio


4848


4949

AAS + GH + LlamaAAS + GH + Llama


5050

Espectroscopia ICP PlasmaEspectroscopia ICP Plasma


5151

EsquemaEsquema


5252

Tabla periódica de las Tabla periódica de las masasmasas


5353

Equipo de ICP-MSEquipo de ICP-MS


5454


5555


5656


5757

Antorcha del Plasma Antorcha del Plasma


5858

DETECTORDETECTOR


5959

ResumenResumen


6060

DESPIERTENDESPIERTEN

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