Aula 07

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Análise Instrumental
Marilza Aguilar
Aula 7 – ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA
I – Introdução -Espectrometria de Absorção Atômica
A técnica de absorção atômica foi proposta em 1955, como técnica de análise química para a determinação de metais. 
Os primeiros instrumentos foram efetivados em 1959, porém na década de 70, quando eles passaram a ser comercializados e com a melhoria dos computadores, ganharam maior sensibilidade, precisão e menores limites de detecção.
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A espectroscopia de absorção atômica (AAS) baseia-se no princípio que estabelece que os átomos livres em estado estável podem absorver a luz a um certo comprimento de onda. A absorção é específica a cada elemento, nenhum outro elemento absorve neste comprimento de onda.
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Na absorção atômica, o sistema de atomização utiliza a energia térmica para a produção de átomos gasosos, que irão para o estado excitado.
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Seu princípio está baseado na quantidade de radiação absorvida pelos átomos neutros no estado fundamental do elemento de interesse.
 A absorção está ligada à população de átomos no estado fundamental, e estes são proporcionais à concentração da solução distribuída na chama. 
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A quantidade absorvida é medida pela diferença entre o sinal transmitido na presença e na ausência do metal a ser determinado.
A concentração da solução em análise pode ser obtida através da comparação de sua absorbância com uma solução-padrão com concentração exata conhecida.
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Atualmente, é uma técnica muito importante nas análises de amostras de vegetais, animais e minerais, sendo bem empregada em análises ambientais e forenses.
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Podemos sumarizar uma análise em absorção atômica da seguinte forma:
 A amostra é nebulizada por um fluxo oxidante gasoso, misturado com um combustível também gasoso, que levará a chama. 
Ocorre a dessolvatação, ou seja, a retirada do solvente, produzindo um aerossol de partículas bem finas, sendo esta volatilizada em moléculas gasosas. 
A dissociação das moléculas gera um gás atômico que produzirá cátions e ânions.
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MOLÉCULAS 
EXCITADAS
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ÁTOMOS
EXCITADOS
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ÍONS
EXCITADOS
INSTRUMENTAÇÃO DE ABSORÇÃO ATÔMICA
O APARELHO DE ABSORÇÃO ATÔMICA PERMITE FAZER ANÁLISES DE METAIS EM SOLUÇÕES.
É BASICAMENTE COMPOSTO POR:
FONTE DE RADIAÇÃO
SISTEMA DE ATOMIZAÇÃO
CONJUNTO MONOCROMADOR
DETECTOR
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FONTE DE RADIAÇÃO
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As fontes de radiação têm como função a excitação dos elementos, permitindo emitir a radiação nas regiões de ultravioleta e visível.
Temos como exemplo as lâmpadas catodo oco, que são amplamente utilizadas.
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As lâmpadas de catodo oco possuem um tubo de vidro, preenchido com gás inerte (argônio ou neônio). Nas extremidades, possuem eletrodos, onde ocorre uma diferença de potencial entre o catodo e o anodo, provocando uma ionização do gás inerte. 
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Os íons positivos são atraídos para o polo negativo, colidindo com os átomos no estado vapor e estes irão colidir com o gás inerte ionizado, promovendo a excitação eletrônica. 
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Este átomo –que possui uma grande quantidade de energia, sendo portanto instável – volta ao estado fundamental de mais baixa energia, emitindo esta energia na forma de radiação eletromagnética.
SISTEMA DE ATOMIZAÇÃO
O sistema atomizador é fundamental para a absorção atômica. Nele são gerados átomos gasosos, no estado fundamental, que irão absorver a radiação em um comprimento de onda característico. Com isso, podemos determinar a concentração do analito.
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O calor é gerado a partir de uma chama ou forno de grafite. Um atomizador de chama consiste em um nebulizador, que transforma a amostra em um aerossol, que alimenta o queimador. Este processo é necessário para transformar os analitos em amostras gasosas e iniciar o processo de excitação e posterior emissão.
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CONJUNTO MONOCROMADOR
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Através deste componente, a luz passa por um prisma que difere vários comprimentos de onda, e este seleciona o comprimento de onda referente à análise.
DETECTOR
O sistema de detecção consiste em um amperímetro analítico, que permite registar a absorbância ou concentração (mg/L, mg/L...), podendo registrar curvas de calibração. O componente fica acoplado a um computador com softwares específicos.
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PREPARO DA AMOSTRA
Para fazermos uma análise na absorção atômica, as amostras precisam ser volatilizadas. Elas, no entanto, não são solúveis e precisam ser inicialmente preparadas na forma de solução.
Para isto, necessitamos fazer a decomposição da amostra, utilizando ácidos minerais a quente, ou reagentes oxidantes como HNO3, H2SO4, entre outros. A introdução, desses reagentes, pode gerar interferentes químicos e espectrais, sendo necessário o ensaio em branco.
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Esta etapa é a mais crítica na análise de absorção atômica, pois pode gerar inúmeros interferentes que podem estar contidos na amostra. Há alguns casos em que as amostras precisam ser calcinadas, reduzidas a pó (cinzas), para que possam ser analisados posteriormente com soluções oxidantes.
ANÁLISE QUALITATIVA E ANÁLISE QUANTITATIVA
ANÁLISE QUALITATIVA:
Na Análise Qualitativa são necessárias as soluções padrões de cada metal para as análises. Estas soluções deverão ser adquiridas com padrões e certificações junto aos fornecedores para fins de análise, tanto qualitativa como (e principalmente) quantitativa.
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Na análise quantitativa em absorção atômica, muitas vezes não conseguimos uma curva padrão linear. Ou seja, é difícil a relação direta entre absorbância e a concentração do analito.
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O que fazemos são as soluções padrões de cada metal a ser analisado em concentrações definidas, comparando com as amostras a serem analisadas. É importante que o controle negativo (branco) evidencie a ausência do metal ou ainda uma resposta analítica inferior ao limite de detecção do método. Os resultados devem ficar dentro do valor teórico, ou seja, dentro das soluções padrões que foram preparadas inicialmente.
APLICAÇÕES DA ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA
A espectroscopia de absorção atômica pode ser aplicada nas análises ambientais e de alimentos e na dosagem de metais. Os metais por si só são provenientes de diferentes origens e depositados de maneira negligente no meio ambiente, podendo ser bioacumulados1 por alguns animais, como peixes, ostras e outros frutos do mar. Eles podem ainda ficar depositados em sedimentos, como a terra.
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SÍNTESE DA AULA
Aprendeu a técnica e os princípios da espectroscopia absorção atômica;
Identificou a instrumentação da absorção atômica;
Entendeu o tratamento das amostras;
Avaliou a aplicação da absorção atômica.
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ANÁLISE INSTRUMENTAL
Profa. Marilza Aguilar
ATIVIDADE – AULA 7
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Quais os tipos de fontes de luz? Comente-as.
Lâmpada de cátodo oco (LCO):
É a fonte de radiação mais útil para a AAS. Consiste de um ânodo de tungstênio e um cátodo cilíndrico em um tubo de vidro contendo gás inerte, a pressões de 1 a 5 torr. O cátodo é fabricado com o elemento de interesse. Emite somente linhas de interesse.
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b) Lâmpada de descarga sem eletrodos: 
B1-produzem espectro de raias (ex: metal alcalino e Hg) Construídas usando um tubo de quartzo com Ar e uma pequena quantidade do metal, ou seu sal; 
B2-A lâmpada não contém eletrodo, mas é energizada por um campo intenso de radiofreqüência, ou de microondas; 
B3-Ionização do Ar: ocorre fornecendo íons que são acelerados até ganharem E suficiente para excitar os átomos do metal, que se busca obter o espectro.
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c) Lâmpada de Descarga de Vapor 
- Para os elementos de baixo ponto de fusão, constitui uma boa fonte luminosa. São lâmpadas que proporcionam intensidades de radiação muito maiores que as LCO. São mais raras e tem um tempo de vida relativamente curto.
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 2) O que ocorre nos atomizadores à base de chama?
 
Uma solução da amostra é nebulizada por um fluxo de oxidante gasoso (ar), misturada com um combustível gasoso acetileno, e levada à chama, onde ocorre a atomização (2600-2800oC).