La espectroscopia de absorción atómica es un método analítico que mide la concentración de elementos a través de la atomización de muestras en estado líquido y la absorción de luz a diferentes longitudes de onda. Utiliza técnicas de atomización, principalmente en llama, donde la muestra se desolvata y atomiza, permitiendo la detección de elementos mediante lámparas específicas. A pesar de su utilidad, puede enfrentar interferencias tanto espectrales como químicas, lo que requiere una cuidadosa preparación de muestras y calibración.

1. Espectrometría de
Absorción Atómica
ANÁLISIS INSTRUMENTAL 1
Gabriela Ponce 201315444
Jorge Morán 201315474
Andrés de león 201315484

2. La Espectroscopia de Absorción
Atómica
• Es un método instrumental de la química analítica que permite medir
las concentraciones específicas de un material en una mezcla y
determinar una gran variedad de elementos.

3. Descripción
• Es un método de química analítica cuantificable que está basado en la
atomización del analito en matriz líquida y utiliza comúnmente un
nebulizador para crear una niebla de la muestra.
• La temperatura de la llama es lo bastante alta como para que no
mueran los átomos de la muestra de su estado fundamental. El
nebulizador y la llama se usan para desolvatar y atomizar la muestra,
pero la excitación de los átomos de la muestra se consigue con el uso
de lámparas que brillan a través de la llama a diversas longitudes de
onda para cada tipo de analito.
• La cantidad de luz absorbida después de pasar a través de la llama
determina la cantidad de analito existente en la muestra.
La Espectroscopia de Absorción
Atómica

4. Espectrometría de Absorción Atómica

5. Técnicas de Atomización
de Muestras
Métodos mas comunes de atomización de muestra:
• Atomización de llama:
En un atomizador de llama, una solución de la muestra, se nebuliza
mediante un flujo de oxidante gaseoso mezclado con un combustible
también gaseoso y se lleva hacia una llama donde ocurre la
atomización.
La atomización es el paso mas decisivo en la espectroscopia de llama y el
único que limita la precisión de tales métodos.

6. Técnicas de Atomización
de Muestras
En la llama ocurre un conjunto complejo de procesos
interconectados.
1. El primero es la desolvatación, en el que el
disolvente se evapora para producir un aerosol
molecular finamente dividido.
2. Luego, este se volatiliza para formar moléculas de
gas. La disociación de la mayor parte de dichas
moléculas produce un gas atómico. Algunos de los
átomos del gas se ionizan para formar cationes y
electrones.
• Otras moléculas y átomos se producen en la llama
como resultado de las interacciones del combustible
con el oxidante y con las distintas especies de la
muestra. Como se indica en la figura, una fracción de
las moléculas, átomos y iones se excita también por
el calor de la llama para producir espectros de
emisión atómicos, iónicos y moleculares.
• Atomización
de llama

7. Atomización de llama
• Estructura de llama
Las regiones más importantes
de la llama son la zona de
combustión primaria
secundaria y la interzona, esta
última es la zona más rica en
átomos libres y es la más
ampliamente utilizada.

8. Instrumentación para
absorción atómica
El diseño general de un instrumento para espectrometría de
absorción atómica consiste en una fuente de radiación, una
zona de muestra, un selector de longitud de onda, un detector y
un procesador de la señal y de la lectura de salida. La zona de
muestra en estos instrumentos es el atomizador, que contiene
la muestra gaseosa atomizada.

9. Instrumentación para absorción atómica

10. Fuentes de radiación
Al hacer medidas de absorbancia atómica utilizando un espetrofotómetro normal equipado
con una fuente de radiación continua, inevitablemente se obtienen curvas de calibrado no
lineales.
Lámparas de cátodo hueco: La fuente más común para las medidas de absorbancia atómica es
la lámpara de cátodo hueco. Este tipo de lámpara consiste en un ánodo de wolframio y un
cátodo cilíndrico cerrados herméticamente en un tubo de vidrio lleno con neón o argón a una
presión de 1 a 5 torr, el cátodo está hecho con el metal cuyo espectro se desea obtener o bien
de soporte para una capa de dicho metal.
Por ejemplo, al aplicar un potencial de orden de 300 V entre los electrodos se produce la
ionización del gas inerte, lo que da lugar a una corriente de 5 a 15 mA al tiempo que los iones
y e- migran hacia los electrodos. Si el potencial es lo suficientemente grande, los cationes
gaseosos adquieren la suficiente energía cinética como para arrancar algunos de los átomos
metálicos de la superficie del cátodo y producir una nube atómica, proceso llamado
chisporroteo.

12. Lámparas de descarga sin electrodos
Las lámparas de descarga sin electrodos (EDL) son fuentes de espectros atómicos
de líneas muy utilizadas y. por lo general, producen intensidades radiantes que
son uno o dos órdenes de magnitud superiores a las lámparas de cátodo hueco.
Lámpara constituida por un tubo de cuarzo herméticamente cerrado que
contiene un gas inerte, como argón, a unos pocos torr y una pequeña cantidad
del metal (o sal) cuyo espectro se desea obtener. Para su activación se utiliza un
campo intenso de radiofrecuencia o radiación de microonda, de esta forma se
ioniza el argón, originando iones que son acelerados hasta que adquieren la
suficiente energía para excitar a los átomos del metal cuyo espectro se desea.

13. Instrumentos de haz sencillo:
Un instrumento característico de haz sencillo, consiste en varias
fuente de cátodo hueco, un cortador o una fuente de alimentación
de impulsos, un atomizador y un espectrofotómetro sencillo de red
de difracción con un fotomultiplicador como detector.
Espectrofotómetros

14. Instrumentos de doble haz:
El haz que proviene de la fuente de cátodo hueco se divide
mediante un cortador reflectante, una mitad pasa a través de la llama
y la otra mitad fuera de ella. Los dos haces se juntan mediante un
espejo semiplateado y llegan a un monocromador de red Czerney-
Turner; un tubo fotomultiplicador actúa como detector. La salida de
éste se utiliza para alimentar un amplificador de cierre sincronizado
con el movimiento del cortador. Se amplifica entonces la relacion
entre las señales de la referencia y de la muestra, y pasan al sistema
de tratamiento de datos, que puede ser un medidor digital o un
registrador de señal.

15. Interferencias en Espectroscopia
de Absorción atómica
Interferencias Espectrales: Se producen cuando la absorción o
emisión de una especie interferente se solapa o aparece muy
próxima a la absorción o emisión del analito, de modo que su
resolución por el monocromador resulta imposible.
Interferencias Químicas: Se producen como consecuencia de
diversos procesos químicos que ocurren durante la
atomización y que alteran las características de absorción del
analito.

16. Análisis por absorción
atómica
Preparación de la muestra
• La muestra se ha de introducir en la fuente de
excitación disuelta, por lo general en agua .
muchos materiales no son solubles en los
disolventes habituales
• El material requiere un tratamiento previo, por lo
general se puede descomponer el material
sometiéndolo a altas temperaturas, pero se puede
perderse el analito por volatilización o en forma
de aerosoles en el humo
• Algunos reactivos para la descomposición pueden
ser interferentes químicos y espectrales

17. Por lo tanto algunos de los métodos mas habituales para la
descomposición y disolución de las muestras son:
• Tratamiento con ácidos minerales en caliente
• Oxidación con reactivos líquidos como acido sulfúrico
• Combustión en una bomba de oxigeno o en otro recipiente
para evitar perdidas del analito
• Digestión a elevada temperatura
• Fusión a elevada temperatura con reactivos como oxido
bórico o carbonato sódico
Una de las ventajas de la atomización electrotermica es que
algunos materiales pueden atomizarse directamente evitando
de esta manera la etapa de la disolución

18. Disolventes orgánicos
Se puede obtener mayores pucos de absorción a partir de
disoluciones que contengan alcoholes de bajo peso molecular,
esteres o cetonas. Esto se puede atribuir a:
• Mejoran la eficacia de la nebulización
• La mayor velocidad de evaporación del disolvente
La mejor aplicación de estos disolventes es la utilización de
disolventes inmiscibles, como la metil isobutil cetona, para
extraer quelatos de iones metálicos.

19. Curvas de calibrado
En teoría la absorción atómica debería
cumplir la ley de Beer, pero se
encuentran con frecuencia
desviaciones de la linealidad
Se debería preparar periódicamente
una curva de calibrado que cubra el
intervalo de concentraciones
correspondientes a la muestra

20. Adición estándar
Este método se utiliza ampliamente con el objeto de
contrarrestar parcialmente o completo las interferencias
químicas y espectrales introducidas por la matriz de la
muestra
Aplicación
Determinación cuantitativa de mas de 60 elementos
metálicos o metaloides
Su error relativo es del orden del 1 al 2 por 100

21. Ejemplo