Espectroscopia de Absoro e Emisso AtmicaErik Galvo15/04/2008
HistricoIsaac Newton - Primeiramente observou a luz solar atravessar um prisma
Histrico1802, Wollaston ... Estudos sobre o espectro da luz solar1814, Fraunhfer ...descobriu raias visveis no espectro solar1832, Brewster ... Concluiu que as raias de Fraunhfer eram devidas presena de vapores na atmosfera
HistricoDesenvolveram a Lei Fundamental da Absoro Atmica:Todos os corpos podem absorver radiao que eles prprios emitemInstrumento utilizado por Kirchoff e BunsenChama contendo Na, K e Li
Alan Walsh e o prottipo do primeiro espectrmetro de Absoro Atmica(AA 1)Histrico
Espectroscopia AtmicaConjunto de tcnicas fundamentadas na interao entre a radiao e os tomos no estado livreOs comprimentos de onda no qual estas variaes de energia ocorrem so exatamente os mesmos para emisso e absoro
Espectroscopia AtmicaConjunto de tcnicas fundamentadas na interao entre a radiao e os tomos no estado livreOs comprimentos de onda no qual estas variaes de energia ocorrem so exatamente os mesmos para emisso e absoro
Espectrometria de Absoro AtmicaBaseia-se na absoro de radiao eletromagntica de comprimento de onda especfico, por tomos livres gasosos no estado fundamentalLei de Lambert-Beer: It = Io (10-abc) a = constanteb = caminho pticoc = concentrao
Espectrometria de Absoro AtmicaA relao entre a luz absorvida e concentrao do analito chamada de Lei de Lambert-Beer
Espectrometria de Absoro Atmica
FontesSistema que permite proporcionar a radiao necessria, na forma de linhasLmpada de ctodo oco (LCO)Bulbo de vidro contendo gs inerte (argnio) e ctodo elaborado com o elemento de interesse Emite somente linhas de interesseProcesso de sputteringExistem lmpadas multi-elementares
FontesProcesso SputteringGs inerte excitado por descarga eltrica, precipitando-se em direo ao ctodo...A coliso provoca extrao de tomos do metal
Colises secundrias levam o tomo a um estado excitado
No seu retorno ao estado fundamental, o tomo emite a energia correspondente...especfica do metal
Lmpada de descarga sem eletrodosBulbo de vidro contendo sal do elemento de interesseExcitao por radiofrequncia (bobina)
Mais intensa que LCO, Menos estvelFontes
Permite minimizar rudo do sistema atomizadorPermite minimizar problemas devidos a variao instrumentalModulao do sinal
Processo de atomizao
Sistemas de atomizaoSistemas baseados em chamaCombustvel mais utilizado: acetileno (C2H2)Oxidante mais utilizado: arTemperatura da chama: 2100-2400 oCOutros oxidantes: xido nitroso (N2O)Temperatura da chama: 2600-2800 oC
Zona de combustoprimriaZona de combustosecundriaRegioentrezonasMistura combustvel-oxidanteSistemas de atomizaoRegies de temperatura em uma chama
Sistemas de atomizao
Sistemas de atomizaoIntroduo da amostra - Nebulizador
a) Nebulizao primriab) Nebulizao secundriaProcesso de desintegrao do filme lquidoSistemas de atomizao
Sistemas de atomizaoSistemas eletrotrmicosForno de grafiteAmostra inserida em um tubo de grafite, aquecido eletricamenteMaior tempo de residncia do vapor atmicoMaior sensibilidadePequenos volumes de amostraAmostras slidas
Sistemas de atomizaoPrograma de temperatura do fornoSecagem (50-200 oC) Eliminao do solventeCalcinao (200-800 oC)Eliminao da matrizAtomizao (2000-3000 oC)Produo de vapor atmicoLimpezaRemoo de gases produzidos na secagem e calcinaoReduzir a oxidao do tuboEvita a produo de gases txicos durante a atomizaoTempoTemperatura
Sistemas de atomizaoSistema de gerao de hidretosGa, As, Se, Sn, Sb, Te, Pb Bi MH3 (volteis)Sistema de vapor frio Hg (voltil)
MonocromadoresSistemas constitudos por espelhos, fendas e grades de difrao (prismas), utilizadas para selecionar comprimentos de onda desejados
DetectoresSistema eletrnico que permite detectar a luz transmitida e transform-la em um sinal capaz de ser medido (eltrico)FototuboFluxo de ftons provoca emisso de eltronsGerao de corrente proporcionalao nmero de ftonsFotomultiplicadoraSimilar ao anteriorSinal multiplicado pela presena de dinodos
A situao eletrnica perturbada por exposio luzGerao de corrente eltrica proporcional quantidade de luzFotodiodosDetectores
BackgroundRadiao de fundo provocada pela presena de espcies moleculares (CN, C2 etc), as quais podem provocar absoro, emisso ou espalhamento
Correo com lmpada de deutrioSistema eletrnico diferencia os dois sinaisBackground
Correo com efeito ZeemanQuando o vapor atmico submetido a um forte campo magntico os nveis eletrnicos so desdobrados: amostra + background +: background
- + Sinal analticoBackground
Espectrais (pouco freqente)
Problema: Superposio de linhas espectraisExemplo: V (308,211 nm) em Al (308,215 nm)Soluo: Escolha de outra linha (Al: 309,27 nm) Separao prvia do interferente
Problema: Presena de absoro molecularExemplo: CaOH em CaSoluo: Mudanas na estequiometria e temperatura da chamaBackground
BackgroundQumicas
Problema: Formao (na chama) de compostos refratrios que dificultam a atomizaoExemplo:Presena de fosfato ou sulfato na determinao de Ca (formao de sais pouco volteis)Soluo: Aumentar temperatura da chama, adio de agentes liberadores (Sr, La), adio de agentes protetores (EDTA).
Problema: IonizaoExemplo: Elementos alcalino terrososSoluo: Utilizao de um tampo de ionizao (Na, K), espcies que criam uma atmosfera redutora
BackgroundFsicas (de matriz)
Problema: Qualquer diferena fsica (ponto de ebulio, viscosidade, tenso superficial) entre amostras e padres de calibrao que alterem o processo de nebulizaoExemplo: Presena de Triton X-100 em suspensesSoluo: Fazer com que estas caractersticas sejam o mais parecidas possvel
Absoro AtmicaPrincipais vantagens
Instrumentao relativamente simples e de custo moderadoLD baixos, especialmente com atomizao eletrotrmicaAnlises rpidas (10 s a 2 min)
Principais desvantagens
Tcnica uni-elementarSusceptvel a interfernciasAmostras slidas geralmente devem ser dissolvidas
Caractersticas analticasErro mdio (chama): 1-2 %Limite de determinao: Chama: ppm, Forno: ppb
Pode ser melhorado...processos auxiliares...extrao por solventes
Limite de deteco: mnima concentrao que produz sinal distinguvel da radiao de fundo (3 x branco)
Chama: aproximadamente 64 elementosForno: aproximadamente 55 elementosGerao de hidretos: 8 elementos Vapor frio: 1 elemento (Hg)
Ambiental: solos, guas, plantas, sedimentos...Clnica: urina, cabelo, outros fluidos...Alimentos: enlatados...Industrial: Fertilizantes, lubrificantes, minrios... Aplicaes
FAAS Multielementar SeqencialSeleo rpida do comprimento de onda
Rpido ajuste do fluxo de gases
FAAS Multielementar Seqencial
Obrigado pela ateno de todos!!!
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