Espectrometria de Absorção Atômica. Prof. Luiz Carlos Farmácia UNIP

Transcrição

1 Espectrometria de Absorção Atômica Prof. Luiz Carlos Farmácia UNIP

2 Conceito Técnica baseada na atomização de amostras para detecção de elementos químicos individuais. Envolve a medida da absorção de uma radiação por átomos gasosos no estado fundamental. Utilizada a mais de 50 anos em diferentes situações do controle físico-químico na indústria de alimentos, cosméticos e farmacêutica.

3 Esquema de um Espectrômetro de Absorção Atômica

4 Amostra Nebulização Fluxograma do Processo de Atomização Spray Dessolvatação Aerossol Moléculas Gasosas Volatilização Dissociação Atômica Átomos Íons Ionização Etapas Reversíveis Obtenção das formas excitadas e, com isso, ocorrência da absorção de radiação (ou emissão)

5 Significados Nebulização: pulverização do líquido gerando um spray (líquido disperso em um gás) Dessolvatação: quebrar a solvatação entre as moléculas, reduzindo o tamanho das partículas líquidas suspensas no gás. Ocorre a evaporação do solvente. Volatilização: aquecimento promove a mudança para a fase gasosa. Dissociação: aquecimento promove a ruptura das ligações intramoleculares (covalente) deixando átomos livres suspensos no meio de análise. Ionização: aquecimento promove a ionização dos átomos no meio de análise.

6 Atomização por Chama Amostra é nebulizada por um fluxo de gás oxidante + gás combustível. Em seguida, a amostra é levada à chama para a atomização. Etapa crítica na análise e a que pode garantir a precisão do resultado.

7 Tipos de Chama Combustível Oxidante T ( C) VQueima(cm/s) Gás Natual Ar Gás Natural Oxigênio Hidrogênio Ar Hidrogênio Oxigênio Acetileno Ar Acetileno Oxigênio Acetileno Óxido Nitroso Ar: recomendado apenas em casos onde a amostra se decompõe facilmente (temperaturas mais baixas). Vazão do gás deve ser igual ou pouco maior que a velocidade de queima para manter a chama estável. A chama deve atravessar o queimador.

8 Estrutura da Chama Zona de Combustão Secundária Região Interzonal Zona de Combustão Primária Zona de Combustão Primária não é utilizada pois, geralmente, não possui equilíbrio térmico. Atomização é feita na região interzonal pois existe predominância de átomos livres. Zona de Combustão Secundária pode formar óxidos. Aspecto e tamanho de cada zona de combustão é dependente do tipo de combustível e de oxidante

9 Variação da Temperatura de acordo com a altura da chama Ar/Gás Natural

10 Perfil de Absorção por Chama Cada átomo a ser analisado tem perfil de absorção diferente sendo necessário ajustar a altura da chama para análise. Absorbância Ag Ag: maior absorbância na parte mais externa da chama. A prata não é oxidada facilmente de forma a aumentar o número de átomos com a altura da chama (não forma óxidos). Mg Cr: forma óxidos muito estáveis sendo necessário trabalhar numa altura de chama menor. Cr Mg: maior absorbância no meio da chama, pois, ao chegar na zona secundária começa a formar óxidos diminuindo a quantidade de átomos. Altura da chama, cm

11 Queimador

12

13 Forno de Grafite A atomização por chama alcança precisão de mg/l o forno de grafite passa a ser interessante quando se deseja precisão maior (mg/l). Atomização ocorre em tubo transversal, minimizando a reversão dos átomos para moléculas, condensações nas extremidades do tubo e variações de temperatura.

14 Fonte de Radiação Lâmpada de catodo oco (mais comum, HCL). Promove a excitação dos elementos contidos na chama e permite a quantificação a partir de sua absorção ou emissão. Tubo de vidro oco preenchido com gás inerte contendo os eletrodos. Catodo: elemento de interesse na análise Anodo: Zircônio ou Tungstênio Lâmpada gera uma radiação eletromagnética característica do catodo.

15 Lâmpada de Catodo Oco ou HCL

16 Monocromador Separa a linha espectral de interesse das outras linhas emitidas pela fonte de radiação através de um prisma ou uma rede de difração (duas fendas estreitas para entrada e saída da radiação). Ocorre a separação em linhas discretas de radiação com diferentes comprimentos de onda (e, portanto, diferentes ângulos de difração). A fenda de saída seleciona a radiação desejada.