Universidade Federal de São Carlos – UFSCar
Química Analítica Experimental B
Prof. Antônio Aparecido Mozeto
Espectometria de absorção atômica
César Zorati RA: 279854
Carlos Eduardo Crestani RA: 228990
19 de junho de 2007
1. Introdução
A absorção da luz por meio de átomos oferece uma ferramenta
analítica poderosa para as análises quantitativas e qualitativas. 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 este comprimento de onda. AAS é um
método de elemento único usado para a análise de traços de metal de
amostras biológicas, metalúrgicas, farmacêuticas e atmosféricas. A
determinação espectroscópica de espécies pode ser realizada somente em
uma amostra gaseificada na qual os átomos individuais tais como Ag, Al, Au,
Fe, e Mg, estão bem separados um dos outros.
A fonte mais utilizada para as medições de absorção atômica é uma
lâmpada de cátodo oco. Consiste em um ânodo de tungstênio e um cátodo
cilíndrico apoiado em um tubo de vidro que contém gás inerte, como por
exemplo o argônio. O cátodo é feito com o elemento a ser analisado.
É preciso calor para gaseificar a amostra. O calor é gerado a partir de
uma chama ou forno de grafita. A AAS por chama pode analisar apenas
soluções, ao passo que o AAS com forno pode analisar soluções e amostras
sólidas. Um atomizador de chama consiste em um nebulizador que
transforma a amostra em um aerosol que alimenta o queimador.
Figura 1: em destaque a amostra
Um atomizador eletrotérmico oferece alta sensibilidade porque
atomiza a amostra rapidamente. A atomização ocorre em um forno
cilíndrico de grafita aberto de ambos lados e com uma fenda central para
introduzir as amostras. São utilizadas duas correntes de gás inerte. O
sistema externo evita que o ar entre no forno e a corrente interna assegura
que os vapores gerados desde a matriz de amostra sejam retirados
rapidamente do forno. O gás mais usado é o argônio.
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Utiliza-se um monocromador para isolar um feixe estreito de
comprimento de onda.
Figura 2: monocromador
Um fotomultiplicador converte a luz em sinais elétricos.
Figura 3: Detector
Quase todas as interferências encontradas na espectrocospia de
absorção atômica podem ser reduzidas ou completamente eliminadas pelos
seguintes procedimentos; 1. Usar se possível, padrões e amostras de
decomposição semelhante para eliminar os efeitos de matriz (ajuste de
matriz). 2. Alterar a composição da chama ou sua temperatura para reduzir
a formação de compostos estáveis na chama 3. Selecionar raias de
ressonância que não sofram interferência espectral de outros átomos ou
moléculas e de fragmentos moleculares. 4. Separar por extração com
solventes ou processos de troca iônica o elemento interferente. Este
procedimento é mais necessário na espectroscopia de emissão de chama. 5.
Usar um método de correção de radiação de fundo.
O método baseia-se, portanto, na absorção da energia radiante pelas
espécies atômicas neutras, não-excitadas, em estado gasoso. Cada espécie
atômica possui um espectro de absorção formado por uma série de estreitas
raias características devidas a transições eletrônicas envolvendo os elétrons
externos.
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Na absorção atômica, o elemento a determinar é levado à condição
de uma dispersão atômica gasosa através da qual se faz passar, então, o
feixe de radiação de uma fonte apropriada. O processo usual consiste em
introduzir a solução da amostra, na forma de um aerossol, em uma chama
apropriada. A chama cumpre, assim, a função da célula na absorciometria
convencional. A extensão da absorção, que se processa a custa de
transições eletrônicas do estado fundamental a um estado energético mais
alto, é uma medida da população de átomos do elemento responsável
presente na chama e, portanto, da concentração do elemento na amostra.
A espectrofotometria de absorção atômica e a espectroscopia de
chama são métodos que têm de comum o fato de ambos introduzirem a
amostra na chama em forma de um aerossol. Porém, os dois métodos
diferem fundamentalmente entre si. Na espectroscopia de chama mede-se a
intensidade da radiação emitida pelos átomos excitados; e, na absorção
atômica, o objeto da medida é a radiação absorvida pelos átomos neutros
no estado fundamental.
A espectrofotometria de absorção atômica oferece uma série de
vantagens sobre a espectroscopia de chama. Uma delas relaciona-se com o
fato de o número de átomos no estado fundamental ser várias ordens de
grandeza maior do que o número de átomos excitados; daí resulta uma
sensibilidade muito maior para a técnica da absorção atômica.
Em suma, a absorção atômica é baseada na absorção específica que
cada átomo metálico apresenta em suas transições do estado fundamental
a estados de maior energia. Lâmpadas que respondem especificamente a
cada elemento, permitem as quantificações dos componentes. O material
em muitas situações tem que ser preparado adequadamente por técnicas
de abertura de amostra às vezes específicas para cada material e que
permitam solubilizá-lo, conduzindo a uma solução que é analisada a seguir
no equipamento de absorção atômica.
2. Bibliografia
[1] Disponível em
3
http://hiq.aga.com.br/International/Web/LG/Br/likelgspgbr.nsf/DocByAlias/
anal_abs acessado em 16 de junho de 2007.
[2] Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia_de_absor
%C3%A7%C3%A3o_at%C3%B4mica acessado em 16 de junho de 2007.
[3] Disponível em http://www.ufpa.br/ccen/quimica/espectroscopia%20de
%20absorcao%20atomica.htm acessado em 16 de junho de 2007.
[4] Disponível em http://www.iqm.unicamp.br/ca/espectrometria.htm
acessado em 16 de junho de 2007
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