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ASPECTOS GENERALES DE LA ABSORCIONATOMICA CON LLAMA

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ATOMIZACION CON LLAMA

EL EXITO DE LA ABSORCION ATOMICA DEPENDE DEGENERAR O SUMINISTRAR UNA POBLACION DEATOMOS NO ENLAZADOS y EN SU ESTADO BASAL, yEXPONER ESTOS A LUZ CARACTERISTICA A LA LONGITUD DE ONDA DE ABSORCION DEL ELEMENTODE INTERES.

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ATOMIZACION CON LLAMA

ESTE PROCESO CONSISTE EN TOMAR UNA SOLUCION DEL ANALITO y ASPIRARLA HACIA UNA LLAMA QUE PROPORCIONE LA TEMPERATURA ADECUADA PARA DISOCIAREL COMPUESTO.

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ATOMIZACION CON LLAMA

LLAMAS

AIRE - ACETILENO : 2300 ° C

OXIDO NITROSO - ACETILENO : 3000 ° CPRINCIPALMENTE APLICADA EN LA DETERMINACION DEELEMENTOS REFRACTARIOS TALES COMO Si, Al, V, Ti,W, COMO TAMBIEN TIERRAS RARAS, AUN CUANDO ESTASFORMAN MOLECULAS ALTAMENTE REFRACTARIAS ENLA LLAMA.

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ATOMIZACION CON LLAMA

RELACION COMBUSTIBLE OXIDANTE

OXIDANTE : POBRE EN COMBUSTIBLE ES LA LLAMA MAS CALIENTE

REDUCTORA : RICA EN COMBUSTIBLE ES LA LLAMA MAS FRIA

ESTEQUIOMETRICA : RANGO MEDIO

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

LA SOLUCION DEBE PRIMERO SER CONVERTIDA EN UNAEROSOL DE FINAS GOTAS POR UN NEBULIZADORNEUMATICO.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

EN OPERACION, EL OXIDANTE QUE PASA A TRAVES DEL NEBULIZADOR, PASA A TRAVES DE LA SECCIONDEL VENTURI Y ASPIRA SOLUCION HACIA EL VENTURIEN LA FORMA DE UN AEROSOL DE GOTAS. ESTE AEROSOL A ALTA VELOCIDAD DEBE VENCER EL OBS-TACULO DE UNA ESFERA DE VIDRIO CUIDADOSAMENTEPOSICIONADA A LA SALIDA DEL VENTURI, DONDE LASGOTAS MAS GRANDES SON DISPERSADAS EN GOTAS MAS PEQUEÑAS.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

SOLO ALRREDEDOR DE UN 10 % DE ESTA SOLUCIONES CONVERTIDA EN GOTAS SUFICIENTEMENTE FINASPARA SER CONDUCIDAS HACIA LA LLAMA, EL REMA-NENTE ES DESCARTADO A TRAVES DE LAS PAREDESDE LA CAMARA HACIA EL RECIPIENTE DE DESECHO.

EL AEROSOL y OXIDANTE SON MEZCLADOS CON ELCOMBUSTIBLE Y LA MEZCLA COMPLETA FLUYE FINAL-MENTE HACIA EL QUEMADOR.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

La función del nebulizador es convertir la solución de analito en un aerosol el cual sea compatible con los requerimientos de disociación enla llama.

Diámetro promedio de gotas : 5 y 7 m la media y 20 m la máxima.

Pequeñasgotas son más fáciles de secar y vaporizar.

La posición de la bola de impacto respecto del venturí es un factor críticoen determinar la eficiencia de la nebulización, tamaño de la gota y comoconsecuencia la respuesta analítica.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

La posición óptima de la bola de impacto depende de las característicasfísicas de la solución y por lo tanto se hace necesario ajustarla de acuerdoa este criterio.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

La presión a la cual opera el nebulizador es un factor determinante en eltamaño de gotas, la eficiencia de nebulización y velocidad de aspiración.

En la práctica, la presión de operación óptima es un valor fijado por elfabricante de acuerdo al diseño del nebulizador. Las fluctuaciones enla presión de operación afectarán finalmente la precisión analítica.

La velocidad a la cual solución es aspirada hacia la llama afecta la res-puesta instrumental.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADORA velocidades de aspiración superiores el sistema tiende a la saturacióny la solución adicional no es efectivamente atomizada por la llama. Por otra parte el efecto refrigerante del exceso de solución debe empeorarla tendencia a presentar interferencias químicas.

Diferencias en la velocidad de aspiración de muestras y estándares afectará la exactitud analítica.

Muestras y estándares deben poseer la mismas características físicas.

La eficiencia de la nebulización es influenciada por la tensión superfi-cial de la solución.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADORComo regla general a menor tensión superficial , aumenta el volumende solución que alcanza la llama y aumenta la respuesta analítica.

Esta predicción puede no ser completamente válida para todos lossistemas soluto/solvente y para todo tipo de nebulizadores.

Desde un punto de vista práctico el analista debe tener presente queestas diferencias de tensión superficial son no deseadas y deben sercorregidas.

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ATOMIZACION CON LLAMA

SISTEMA NEBULIZADOR QUEMADOR

1.- Con solventes orgánicos o mezclas de solventes , se debe reproducir la composición de muestras y estándares.

2.- Con mezclas de soluciones organicas miscibles en una solución acuosa. La presencia de una pequeña cantidad de un solvente tal como alcohol etílico modificará considerablemente la tensión superficial.

3.- Altas concentraciones salinas aumentarán la tensión superficial de la solución. El efecto es menos severo en 1 y 2.

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

La Química y la termodinámica de los procesosLa Química y la termodinámica de los procesosde formación de átomos es bastante compleja.de formación de átomos es bastante compleja.

El mas simple de los casos es una progresión directaEl mas simple de los casos es una progresión directadesde el compuesto :desde el compuesto :

MX----- MX----- MO ( monóxido )MO ( monóxido )------M------M

Cuando la química y la termodinámica son mas complejas,Cuando la química y la termodinámica son mas complejas,estamos hablando de un proceso indirecto, y una variedadestamos hablando de un proceso indirecto, y una variedadde productos intermedios pueden formarse en la llama,de productos intermedios pueden formarse en la llama,antes de que el analito sea liberado a su estado atómico.antes de que el analito sea liberado a su estado atómico.

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

Algunos de estos compuestos son formados por Algunos de estos compuestos son formados por reacciones con intermediarios tales como :reacciones con intermediarios tales como :

C, C2,CH, CN, y NH siempre presentes en la llamaC, C2,CH, CN, y NH siempre presentes en la llama

De estas reacciones algunas promueven la formaciónDe estas reacciones algunas promueven la formaciónde átomos, otras en la formación de óxidos refracta-de átomos, otras en la formación de óxidos refracta-rios, ionización y otras reacciones las cuales inhibenrios, ionización y otras reacciones las cuales inhibenla producción de átomos de analito. En algunos casosla producción de átomos de analito. En algunos casosse forman tambien compuestos intermediarios entrese forman tambien compuestos intermediarios entrelas distintas especies presentes en la llama, las cualeslas distintas especies presentes en la llama, las cualespueden favorecer o inhibir la formación de átomos.pueden favorecer o inhibir la formación de átomos.

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

Es dificil entonces predecir teoricamente la descom-Es dificil entonces predecir teoricamente la descom-posición química para todos los elementos bajo todaposición química para todos los elementos bajo todacircunstancia.circunstancia.

Es por esta razón y gracias a la imponderable expe-Es por esta razón y gracias a la imponderable expe-rinecia práctica, es que nosotros podemos especificarrinecia práctica, es que nosotros podemos especificarel tipo de llama a utilizar para cada elemento.el tipo de llama a utilizar para cada elemento.

a ). La llama aire acetileno es la mas utilizada universal-a ). La llama aire acetileno es la mas utilizada universal-mente, para aquellos elementos fáciles de atomizarmente, para aquellos elementos fáciles de atomizar( Cu, Pb, K y Na como ejemplo ).( Cu, Pb, K y Na como ejemplo ).

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

b ). Muchos elementos pueden ser determinados yab ). Muchos elementos pueden ser determinados yasea en una llama aire acetileno como en una llama óxi-sea en una llama aire acetileno como en una llama óxi-do nitroso-acetileno. Los monóxidos de estos elemen-do nitroso-acetileno. Los monóxidos de estos elemen-tos son mas dificiles de descomponer en una llama tipotos son mas dificiles de descomponer en una llama tipoa). a).

Ca(NO3)2 +temp----- CaO+temp------ pequeño % de CaCa(NO3)2 +temp----- CaO+temp------ pequeño % de Ca

en una llama mas caliente tipo N2O-C2H2, la descompo-en una llama mas caliente tipo N2O-C2H2, la descompo-sición es mas eficiente y una mayor población de áto-sición es mas eficiente y una mayor población de áto-mos es producida.mos es producida.

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

c ). En esta categoría podemos clasificar aquellos ele-c ). En esta categoría podemos clasificar aquellos ele-mentos que forman compuestos mas refractario que enmentos que forman compuestos mas refractario que enb ), Todos estos elementos deberán ser determinados b ), Todos estos elementos deberán ser determinados en una llama óxido nitroso-acetileno.en una llama óxido nitroso-acetileno.

d ). El tipo de llama no es el único agente promotor ded ). El tipo de llama no es el único agente promotor dela descomposición, también afecta la naturaleza de lala descomposición, también afecta la naturaleza de lamisma esto es su caracter oxidante, reductor o este-misma esto es su caracter oxidante, reductor o este-quiométrica.quiométrica.

MO + llama esteqiométrica ---- bajo % de átomosMO + llama esteqiométrica ---- bajo % de átomos

MO + llama rica en comb. ( < T ) ----- alto % de atomosMO + llama rica en comb. ( < T ) ----- alto % de atomos

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

. Esto siginifica que para determinaciones en esta catego-. Esto siginifica que para determinaciones en esta catego-ría no solo es relevante la temperatura de la llama, sinoría no solo es relevante la temperatura de la llama, sinotambien el medio ambiente químico donde ocurre latambien el medio ambiente químico donde ocurre lareacción.reacción.

e ). En esta categoría se pueden clasificar aquellos anali-e ). En esta categoría se pueden clasificar aquellos anali-tos que pueden reaccionar con especies presentes entos que pueden reaccionar con especies presentes enla muestra.la muestra.

Ca(NO3)2+SiO2+llama C2H------ Formación de Silicato deCa(NO3)2+SiO2+llama C2H------ Formación de Silicato deCalcio complejo refractario.Calcio complejo refractario.

Ejemplos ; Mg, Ca, Sr y Ba en presencia de Al,Si y fosfatosEjemplos ; Mg, Ca, Sr y Ba en presencia de Al,Si y fosfatos

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DESCOMPOSICION DE COMPUESTOSDESCOMPOSICION DE COMPUESTOS

Formas de eliminar o minimizar este efecto :Formas de eliminar o minimizar este efecto :

- Empleo de una llama N2O-C2H2- Empleo de una llama N2O-C2H2

- Adición de un buffer que compita por el elemento- Adición de un buffer que compita por el elemento interferente y cuya reacción sea termodinámicamenteinterferente y cuya reacción sea termodinámicamente mas favorecida.mas favorecida.

- Reproducir la matriz de muestra en estándares.- Reproducir la matriz de muestra en estándares.

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POSICION DEL QUEMADORPOSICION DEL QUEMADOR

El analista debe verificar que el haz de luz pase exacta-El analista debe verificar que el haz de luz pase exacta-mente por la zona de medición.mente por la zona de medición.

Los átomos de analito no se distribuyen homogenea-Los átomos de analito no se distribuyen homogenea-mente a lo largo de la llama, presentandose en muchos mente a lo largo de la llama, presentandose en muchos casos perfiles de llama los cuales deben ser optimizados casos perfiles de llama los cuales deben ser optimizados con el ajuste de altura de quemador hasta obtener lacon el ajuste de altura de quemador hasta obtener lamáxima señal de absorbancia.máxima señal de absorbancia.