En la actualidad, la espectrometría de absorción atómica (EAA) es el método atómico más utilizado de todos los métodos instrumentales, debido a su simplicidad, eficiencia. La técnica fue introducida en 1955 por Sir Alan Walsh en Australia y por Alkemade y Milatz en los Países Bajos. El primer espectrómetro de absorción atómica comercial fue introducido en 1959 y el uso de esta técnica creció de manera explosiva después de ello.

1. Referencias Bibliográficas
Rubinson, K., & Rubinson, J. (2001). Análisis Instrumental. Madrid, España: PEARSON Educación.
Skoog, D., James, F., & Nieman, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental (Quinta ed.). Madrid, España: McGraw Hill.
Skoog, D., West, D., Holler, F., & Crouch, S. (2015). Fundamentos de química analítica (Novena ed.). México D.F., México:
Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.
La fuente de luz en absorción
atómica tiene que ser bastante
intensa, tan intensa como la radiación
de un cuerpo negro a la temperatura
del atomizador.
Para cada elemento se emplea una
lámpara diferente, aunque algunas
contiene más de un elemento y
proporcionan líneas espectrales para
la determinación de varias especies.
Para que el detector pueda registrar
cambios razonables en absorción, la
potencia de la fuente debe ser tan
grande como la potencia de emisión
residual que llega de la llama.
• En un análisis de absorción, cuando se aspira las muestras en
disolución, es posible obtener precisiones superiores al ±1%.
• La precisión de las medidas de absorción atómica depende
menos de la temperatura de atomización que de la
espectrometría de emisión.
• Un problema es que la absorbancia es lineal con respecto a la
concentración del analito a niveles superiores en sólo una
veinte veces el intervalo de concentración.
Ciudad Bolívar, Venezuela Código: AnaIns-UV-C7 / Revisión: 00
Espectrometría por Absorción Atómica
#MicroClasesDeCastro / Septiembre, 2021 / Por: José Luis Castro Soto
Introducción
En la actualidad, la espectrometría de absorción atómica (EAA) es el método
atómico más utilizado de todos los métodos instrumentales, debido a su
simplicidad, eficiencia.
@jlcastros78 Micro Clases de Castro
José Luis Castro Soto @MicroClasesDeCastro
@MClasesDeCastro
Sir Alan Walsh
Hoddlesden, England, 19/12/1916
Melbourne, Australia, 03/08/1998
Efectos de los anchos de línea en la absorción atómica
Ningún monocromador es capaz de producir una banda de radiación tan estrecha como el ancho de una línea de absorción
atómica (0,002 a 0,005 nm). Como resultado, el uso de radiación que ha sido aislada de una fuente continua de un
monocromador causa desviaciones instrumentales a la ley de Beer. Además, como la fracción de radiación absorbida es
pequeña, el transductor recibe una señal poco atenuada (es decir, P → P0) y así la sensibilidad de la medición se reduce.
La razón por la cual los métodos de absorción atómica no se utilizaron
ampliamente hasta ese momento estaba directamente relacionada con los
problemas creados por los anchos estrechos de las líneas de absorción atómica,
esto es, los anchos de las líneas de absorción atómica son mucho menores que
los anchos de banda efectivas de la mayoría de los monocromadores.
Instrumentación
La instrumentación para la
absorción atómica puede ser muy
simple, como se representa en la
Figura 23 para un espectrómetro de
absorción atómica de un solo haz.
4. Los anchos de banda efectivas de las líneas emitidas por la lámpara son, por lo tanto, significativamente menores que los
anchos de banda correspondientes a las líneas de absorción del analito en la llama.
1. El problema creado por lo
estrecho de las líneas de
absorción es superado al utilizar
una radiación muy estrecha de
una fuente que emita una línea de
igual longitud de onda que la
seleccionada para la medición de
la absorción.
3. Como la lámpara es operada a
menor temperatura que la llama,
el ensanchamiento Doppler y por
presión de las líneas de emisión
de la lámpara son menores que el
ensanchamiento correspondiente
a las líneas de absorción del
analito en la llama en la muestra.
2. Los átomos gaseosos de metal
son excitados eléctricamente en
este tipo de lámpara regresan al
estado basal al emitir radiación
con longitudes de onda idénticas
a las longitudes de onda
absorbidas por los átomos de
mercurio del analito en la llama.
Los principales componentes de un
espectrofotómetro son: la fuente de
radiación, el atomizador, el
monocromador y el
transductor/detector.
Partes singulares de los
espectrofotómetro de absorción
atómica son la fuente de radiación y
los sistemas para compensar la
absorción de fondo.
Lámparas de descarga sin electrodos
Son otra fuente de espectros de líneas atómicas. Estas lámparas son más intensas que sus contrapartes de cátodo hueco.
Está construida a partir de un tubo de cuarzo sellado que contiene un gas inerte, como el argón, a una presión de unos
cuantos torr y una pequeña cantidad del analito metálico (o de su sal).
La lámpara no contiene electrodos,
sino que es energizada por un campo
intenso de radiación de
radiofrecuencias.
La técnica fue introducida en 1955 por Sir Alan Walsh en Australia y por
Alkemade y Milatz en los Países Bajos. El primer espectrómetro de absorción
atómica comercial fue introducido en 1959 y el uso de esta técnica creció de
manera explosiva después de ello.
3. Los átomos de metal expulsados se encuentran
excitados y emiten una radiación a longitudes de
onda características del metal conforme regresan a
su estado basal. Como los átomos que producen
líneas de emisión en la lámpara están a menor
temperatura y presión que los átomos del analito en
la muestra.
5. Los átomos de metal
expulsados
eventualmente difunden
de regreso hacia la
superficie del cátodo o a
las paredes de la lámpara
y son depositados.
4. Como resultado, se
tiene que las líneas de
emisión de la lámpara
son mucho más
estrechas que las líneas
de emisión producidas
en la llama.
2. Producto de los choques de los cationes contra la
superficie del cátodo con suficiente energía para que
algunos átomos del metal del cátodo se vaporice (nube
atómica) a baja temperatura. Este proceso se llama
expulsión, bombardeo o sputtering.
1. Cuando se aplica una diferencia de potencial lo
suficientemente grande (alrededor de 300 V) a través
de los electrodos, el argón se ioniza y los cationes de
argón excitados del gas de relleno y los electrones se
aceleran entre el ánodo y el cátodo.
El argón se ioniza en este campo
originándose iones que son
acelerados por la componente de
radiofrecuencia del campo hasta que
adquieren la suficiente energía para
excitar (por colisión) a los átomos del
analito metálico cuyo espectro se
desea.
Fuentes de radiación: Lámpara de Cátodo Hueco
Las lámparas de cátodo hueco son las fuentes de radiación más usadas, ya que producen líneas intensas de emisión
estrecha de los elementos que la componen (Figura 1). Existen alrededor de 70 elementos disponibles de lámparas de
cátodo hueco a través de diversos distribuidores comerciales. Consiste en un tubo de vidrio sellado que contiene un gas
inerte, como el argón, a una presión de 1 a 5 torr. Con un ánodo de tungsteno y un cátodo cilíndrico, fabricado a partir del
metal del analito o sirve como soporte para dicho metal.
Fuente:Rubinson, K., & Rubinson, J. (2001).
Figura 23. Componentes de un espectrofotómetro de absorción atómica.
Bomba
peristáltica Muestra
Monocromador
Quemador de ranura
Entrada
de aire u
oxidante
Entrada de
mezcla de
combustible
Llama
Detector
Lámpara de
cátodo hueco
Red de
difracción
Nebulizador
Figura 24. Diagrama de una lámpara de cátodo hueco.
Fuente:Rubinson, K., & Rubinson, J. (2001).
Cátodo
Anillo del
ánodo
Al atomizador
y
espectrómetro
Lámpara llena
de gas
Soporte de
aislamiento
Figura 25. Sección de una lámpara de descarga sin electrodos.
Fuente:Skoog, D., James, F., & Nieman, T. (2001).
Ventana de cuarzo
Bobina de RF
Lámpara
Recipiente de cerámica