ESPECTROSCOPIA DE
ABSORCION ATOMICA
LOS PRINCIPIOS BASICOS DE ABSORCION ATOMICA
PUEDEN EXPRESARSE EN TRES GRANDES CONCEPTOS :
•TODOS LOS ATOMOS PUEDEN ABSORBER LUZ
• LA LONGITUD DE ONDA A LA CUAL LA LUZ ES
ABSORBIDA ES ESPECIFICA PARA CADA ELEMENTO
EN PARTICULAR
• LA CANTIDAD DE LUZ ABSORBIDA ES PROPORCIONAL
A LA CONCENTRACION DE ATOMOS ABSORBENTES
varian
ESPECTROSCOPIA DE
ABSORCION ATOMICA
REQUERIMIENTOS DE UN SISTEMA PARA
ABSORCION ATOMICA
- FUENTE DE EMISION DE LUZ CARACTERISTICA
- UN SISTEMA DE ATOMIZACION PARA CREAR UNA
POBLACION DE ATOMOS
- UN MONOCROMADOR PARA SEPARAR LUZ DE
UNA LONGITUD DE ONDA CARACTERISTICA
- UN SISTEMA OPTICO PARA DIRIGIR LA LUZ DESDE
LA FUENTE A TRAVES DE LA POBLACION DE ATOMOS
Y HACIA EL MONOCROMADOR
- UN DETECTOR SENSIBLE A LA LUZ
varian
- SISTEMA ELECTRONICO EL CUAL MIIDE LA RESPUESTA
DEL DETECTOR
ESPECTROSCOPIA DE
ABSORCION ATOMICA
Componentes
detector sensibl e a la luz
monocromador
si stema el ectrónico de l ectura
fuente de luz
Io
It
atomizador
(llama, horno
o hidruros
hidruros))
Re sonante
No-r es ona nte
Gas de r elleno
varian
varia n
Re sonante
ESPECTROSCOPIA DE
ABSORCION ATOMICA
REQUERIMIENTOS ANALITICOS
- CONVERTIR LA MUESTRA EN SOLUCION
- UNA MUESTRA CON AUSENCIA DE ANALITO ( BLANCO )
- SOLUCIONES DE CALIBRACION
- CONSTRUIR UNA CURVA DE CALIBRACION
- ATOMIZACION DE LA MUESTRA
varian
Teoría
Historia de la Espectroscopía
Optica
Luz Solar
Prisma
l
l Isaac
Isaac Newton
Newton descubre
descubre el
el espectro
espectrosolar
solar
hacia
hacia fines
fines de
de 1600’s
1600’s
varian
varian
Teoría
Líneas de Fraunhofer
l
l 1802
1802Wollaston
Wollaston descubre
descubrelíneas
líneasobscuras
obscurasen
en el
elesespectro
solar
pectro solar
l
l Fraunhofer
Fraunhoferinvestigó
investigó estas
estaslíneas
líneasen
en detalle
detalle
Estas
Estaslíneas
líneaseran
eran debido
debido aaabsorción
absorción de
deluz
luz solar
solaren
en la
la
atmósfera
atmósfera
varia n
varian
Teoría
Experimento ( 1 ) Kirchhoff
Kirchhoff&
&Bunsen’s
Fuente de luz
Lente
Lente
Sal en un alambre y
mantenido en la llama
Pantalla
blanca
Mechero
Líneas
Obsc..
Obsc
Prisma
varian
varia n
Teoría
Experimento (2) Kirchhoff & Bunsen’s
Used to Discover the
Elements Rb and Cs
Sal en un alambre colocada
y mantenida en la llama
Lente
Tarjeta
blanca
Mechero
Prisma
varian
varian
Líneas de
Emisión
Teoría
Absorción vs Emisión
Líneas de
Absorción de
Fraunhofer
Cu
Ba
Na
K
Líneas de
Emission
Elemental
190 nm
900 nm
l Análisis Cualitativo de elementos
varian
varian
Teoría
Tabla Periodica
H
Li Be
Na Mg
He
Flame Only
Flame & Furnace
K Ca Sc Ti V
Rb Sr Y
Al Si P
S
Ne
Cl Ar
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir
Fr Ra Ac
B C N O F
Xe
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu AmCmBk Cf Es Fm Md No Lr
varian
varian
Teoría
Atomos en el estado basal
Orbitales
Neutrones
Protones
Electrones
varian
varian
Teoría
Absorción de Energía por Atomos
Electrones de valencia ( exteriores )
hn
Energía
Absorbida
Atomos al estado
basal
varian
v a ria n
Atomos al
estado
excitado
Teoría
Diagrama de niveles de
energía
Energía de Transición electrónica
E4
E3
E2
E1
l1
l2
l3
l4
l5
l6
l Líneas de Resonancia originadas desde (E o)
varian
varia n
Eo
Teoría
Proceso de Absorción
Atomica
Luz solar
Sun’s Atmosphere
Energía de Transición
E3
E2
E1
l3 l2
l1
l4
l1
l2
l3
l Líneas de Resonancia deben originarse desde el estado basal
varian
varian
l4
Eo
Teoría
Diagrama de Niveles de Energía
para Pb
Energía de Transiciones Electrónicas
E
E4
E3
E2
E1
Eo
202.2
217.0
261.4
283.3
Longitud de onda en nanometros
varian
varia n
Teoría
Diagrama de Energías de Absorción
( Pocas líneas / Elemento )
Energía
Excitación
E¥
Ionización
E3
}
E2
E1
a
b
c
d
Eo
varian
varian
Estados
Excitados
lc
lb
la
Estado basal
Teoría
Diagrama de Energía de Emisión
(Muchas Líneas/Elemento)
Energía
Emisión
E¥
Ionización
E3
}
E2
E1
a
b
c
d
Estados
Excitados
lc
lb
la
Eo Estado basal
varian
varian
Teoría
LA RELACION ENTRE ABSORCION DE LUZ y
CONCENTRACION DE ANALITO ES DEFINIDA
POR UNA LEY FUNDAMENTAL DE ABSORCION
DE LUZ :
LEY DE LAMBERT¨S : LA FRACCION DE LUZ ABSORBIDA POR UN
MEDIO TRANSPARENTE, ES INDEPENDIENTE DE LA INTENSIDAD DE LA
LUZ INCIDENTE, y CADA CAPA DE ESPESOR INFINITESIMAL, ABSORBE
UNA FRACCION IGUAL DE LUZ QUE PASA A TRAVES DE ESTA.
LEY DE BEERS : LA ABSORCION DE LUZ ES PROPORCIONAL AL
NUMERO DE ATOMOS ABSORBENTES EN LA MUESTRA.
varian
Teoría
Ley de Beer
Beer-- Lambert
Calculo de la Absorbancia
A = log
(
Io
It
) = ab
abc
c
Aµc
Donde:
varian
A = Absorbancia
a = absorbilidad
Io = Intesidad de la luz incidente
It = Intensidad de la luz transmitida
b = paso óptico
c = concentración
varian
Teoría
LA ABSORBANCIA ES UNA MEDIDA DE LA
CANTIDAD DE LUZ ABSORBIDA POR LOS
ATOMOS BAJO CONDICIONES DADAS, Y LA
LEY DE LAMBERT BEER NOS PERMITE
RELACIONAR LA ABSORBANCIA MEDIDA
CON LA CONCENTRACION DEL ANALITO
EN LA MUESTRA
varian
Teoría
varian
Ley De Beer-lambert
% Transmitancia vs ABS
Transmitancia
100 %
10 %
1%
0.1 %
varian
varian
Absorbancia
Real
A  abc
0
1
2
3
Absorción Atómica
SpectrAA
varian
Hardware
Objetivos
 Componentes de un sistema de absorción
atómica
 Funciones e interacciones de AAS
varian
Componentes
detector sensible a la luz
monocromador
sistema electrónico de lectura
fuente de luz
Io
It
atomizador
(llama, horno
o hidruros)
Resonante
No-resonante
Gas de relleno
varian
Resonante
Lámpara de Cátodo Hueco
Diseño
Lamp Element
Code Contacts
Lamp Code
Dynode
Pyrex Envelop
Cathode
Quartz
End Window
Mica
Shield
Graded Seal
Base
Electrical Contacts
Alignment Pin
varian
Anode
Getter
HCL Operación
Anode
Electrical Discharge
Ne+ + ePhoton
Specific to
Excited Atom
eAtom
Hollow Cathode
Excitation
En
Sputtering
varian
Atom
Eo
Emission
Relaxation
En
Eo
Sobreposición de Líneas de
Emisión con Líneas de
Absorción
Io
Emisión de la Lámpara
Baja Temperatura
Baja Presión
It
Absorción Atomica
Alta Temperatura
Alta Presión
Ambas ocurren a exactamente la misma
longitud de onda
varian
Separación espectral de una
longitud de onda
Función del
Monocromador
Intensidad
Líneas resonantes
Líneas de gas de relleno
Líneas no-resonantes
Longitud de onda
varian
Monocromador
Slit de
Salida
Spherical
Mirror
Slit
Adjustment
Wheel
Angle of the Grating
Determines the
Wavelength Focused on
the Exit Slit
Grating
Slit de
Entradat
varian
Changing l
Knob Changes Grating Angle
Spherical
Mirror
Función del Tubo fotomultiplicador
PM Tube
Energía lumínica (hn
varian
Energía eléctrica
Photomultiplier Tube Operation
Insulator Anode
Photocathode
Dynode’s
(9-13)
ee-
e- e- e
e- eee ee- ee-
Light
Energy
Quartz
Window
*100 Million Amplification of Signal
varian
Effect of EHT
Noise
(Photomultiplier Voltage)
EHT
varian
200
400
600
800
Optica lámpara de Deuterio
50%
50%
50%
HCL
RBC
100%
50%
100%
D2
varian
Operación lámpara de
Deuterio
Anodo
Apertura
Ventana
de cuarzo
Cátodo
Termoiónico
 Usada para medir absorción
no-atomica
 Util desde 190 - 425nm
 Gas de relleno es Deuterio
(D2)
 Una descarga de corriente
excita el gas de D2
 Alta emisión de luz a través
de la apertura de descarga
varian
Intensidad de una fuente de Deuterio
D euteriumvsLam
p Intensity de
vs Wonda
avelength
Longitud
1
I
n
0,8
t 0,6
e
n
0,4
y
s 0,2
i
t
Rango normal
190-300 nm
baja corriente HCL mA’s
300-425 nm
0
190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450 470 490
Longitud de oda
varian
No D2
425-900 nm
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SpectrAA Hardware