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Captação e liberação de luz pela matéria Espectroscopia de absorção atômica. A lei de Beer pode ser usada para relacionar a absorbância (A) que se observa em um analito à concentração detectada de átomos (C) que estão relacionados a esse analito Medição do analito Espectrofotometro de Absorção Atômica Medição do analito 1. Espectroscopia de emissão atômica. A intensidade da luz emitida em um comprimento de onda adequado será diretamente proporcional à concentração de analito na chama e, portanto, proporcional à concentração de analito na solução que entra na chama Espectrofotometro de Emissão Atômica Fotometria de Chama – Espectrometria de Emissão Atômica Sódio Chumbo Bário Estrôncio Método Instrumental do teste da chama Fotômetro de Chama Fotômetro de Chama Micronal B462 CARACTERÍSTICAS Faixa de medição (ppm) Na (Sódio) 0 - 100 K (Potássio) 0 - 100 Li (Lítio) 0 - 100 Repetibilidade: 1 % para leituras consecutivas da mesma amostra, com intervalos de 20 s. Linearidade: Melhor que 2 % para sensibilidade máxima Volume de amostra: Aprox. 6 mL/min. Indicador: Digital, LED Tempo de estabilização de leitura: Aprox. 8 seg. Ar comprimido: Aprox. 9 L/min a 1 Kgf/cm2 Combustível: GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) Nebulizador - Formar aerossol com os gases - Ocorre seleção, para que apenas partículas menores possam chegar à chama (para ocorrer melhor atomização) - As partículas que não chegarão à chama são descartadas por dreno Processos que ocorrem com amostra Estabilidade da chama muito importante durante análises Mesmo em altas temperaturas, apenas uma pequena fração de átomos de sódio estará em estado excitado em um dado momento. 1s22s22p63s1 Excitação da amostra • Quando o átomo excitado retorna ao estado fundamental, a energia que adquiriu é liberada como um fóton de luz. • Dois aspectos contribuem para o brilho da luz emitida que é produzida por um átomo em uma fonte de calor como uma chama: a concentração de átomos na fonte de calor e a temperatura da região em torno desses átomos. Temperaturas da chama Fotometria de Chama: principais elementos medidos são metais alcalinos e alcalinos terrosos (Li+, Na+, K+ e Ca2+; baixa temperatura de chama) Selecionada pela escolha dos gases e proporções entre eles Propriedades da chama Exemplo de chama alimentada por gás natural e ar Resposta – Espectro de Emissão • Um gráfico da intensidade de luz emitida por uma amostra em vários comprimentos de onda: espectro de emissão. • A quantidade de luz liberada estará diretamente relacionada com a quantidade de substância química que emitiu a luz. • Como resultado, a intensidade da luz pode ser usada para determinar quanto da substância estará presente em uma amostra se compararmos essa emissão à obtida com amostras padrão. Medição do analito Faixa de linearidade - Técnica bastante conhecida. -Baixo custo para manutenção e análise - Análises rápidas - Pode ser utilizado nas análises de diversos fluidos Vantagens Absorção Atômica Absorção Atômica Atomização -Chama -Forno de Grafite Aparelho Autoamostrador - injeção automática; - diluição automática; - modificação da matriz com mistura automática Fontes: Lâmpada de Cátodo Oco tempo de vida útil limitado Lâmpadas de cátodo oco Multielementar - cátodo formado com mais de um elemento - há limitação quanto à combinação dos elementos numa única lâmpada - intensidade de emissão menor que monoelementar, assim, a relação sinal/ruído pode influenciar decisivamente a precisão e limite de detecção. Lâmpadas de descarga sem eletrodo Nebulizador - Queimador O longo eixo da chama deve ser cuidadosamente alinhado com o feixe de luz para controlar e maximizar o caminho ótico Regiões da Chama Exemplo de chama alimentada por gás natural e ar Temperatura máxima: aproximadamente 1 cm acima da zona de combustão primária. Regiões da Chama Mg: mais acima da chama ocorre bastante oxidação, diminuindo absorbância (óxidos formados não absorvem). Ag: não se oxida facilmente Cr: formam óxidos bastante estáveis • O longo eixo da chama deve ser cuidadosamente alinhado com o feixe de luz para controlar e maximizar o caminho ótico. • A altura do queimador em relação ao caminho da luz determina qual parte da chama é analisada durante a medição de absorção. • Formação de compostos não-voláteis. O cálcio é um excelente exemplo. Interferências em medidas - qualquer sinal que modifique o sinal enquanto a concentração do analito permaneça constante. - em geral, são muito bem determinadas, existem métodos acessíveis que podem corrigir a maioria dos problemas - pode ser eliminada pela remoção da fonte de interferência ou pela adição desta mesma interferência aos padrões. Interferências Espectrais - radiações emitidas de outras espécies e seus óxidos dentro da faixa de comprimento de onda isolada pelo aparelho. - superposições de sinais do analito e de outros elementos presentes na amostra. - sua extensão depende do tipo de instrumento usado, da temperatura da chama e da relação de concentrações do interferente e do elemento. -o sinal pode ainda ser decorrente da chama ou forno ou radiações contínuas de fundo emitidas pela própria chama. - é importante escolher o comprimento de onda mais apropriado. Interferências de Ionização A chama quando muito quente fornece energia suficiente para ionizar os analitos, e a ionização diminui a concentração de átomos neutros disponíveis. Sendo assim, observa-se a diminuição da intensidade da emissão nas chamas mais quentes. Alternativa: - adicionar um supressor de ionização à amostra, padrões e branco (em geral, metais alcalinos, K e Na por exemplo, que se ionizam facilmente, deixando a chama rica em elétrons, desfavorecendo a formação de mais cátions). - trabalhar com chamas mais frias Interferências químicas a amostra na chama pode produzir um composto termicamente estável do analito que se quer analisar e que não se decompõe com a energia da chama, a população de átomos do analito que podem absorver será reduzida. Isto diminuirá a sensibilidade da análise. Alternativa: - aumentar a temperatura da chama - adicionar um agente sequestrante, que é um cátion que compete com o analito pela formação de um composto estável. exemplo: adição de lantânio na determinação de cálcio em amostras que contem fosfato. Interferência de Matriz - as interferências de matriz podem aumentar ou diminuir o sinal. - ocorrem por que as características físico-químicas da matriz de amostra (viscosidade, velocidade de queima, tensão superficial), podem diferir consideravelmente dos padrões da curva de calibração. - quando não for possível reproduzir ou aproximar as condições da amostra nos padrões, recomenda-se utilizar a técnica da adição-padrão. Emissão e�Absorção Atômica Captação e liberação de luz pela matéria Medição do analito Medição do analito Número do slide 5 Fotômetro de Chama Número do slide 7 Nebulizador Processos que ocorrem com amostra Número do slide 10 Número do slide 11 Número do slide 12 Número do slide 13 Resposta – Espectro de Emissão Número do slide 15 Número do slide 16 Absorção Atômica Absorção Atômica Aparelho Autoamostrador Fontes: Lâmpada de Cátodo Oco Lâmpadas de cátodo oco Multielementar Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Número do slide 26 Número do slide 27 Número do slide 28 Número do slide 29 Número do slide 30 Número do slide 31 Número do slide 32 Número do slide 33 Número do slide 34 Número do slide 35 Número do slide 36