Espectroscopia de absorción atómica (EAA) - Breve introducción

작년

Saludos steemians de nuevo escribiendo sobre espectroscopia.

Espero sea de su agrado!!

La espectroscopia atómica es una de las técnicas más poderosas que han existido, su creación data de mediados del siglo pasado por la década del 50. Esta técnica abarcara tres tipos de técnicas que se basan en la absorción, emisión y florescencia, donde cierto vapor atómico produce una radiación que se refleja en un espectro de un material en específico.

He leído bastante sobre este tipo de espectroscopia, sinceramente no tengo experiencia en ello, pero me gustaría compartir una recopilación teórica donde pueda dar a conocer de qué se trata la espectroscopia atómica. En primer lugar, voy a profundizar sobre la técnica de absorción atómica.

La espectroscopia de absorción atómica (EAA) es una técnica bastante utilizada por los químicos, sirve para determinar concentraciones de muchos materiales. Lo grandioso de esta técnica es que se pueden caracterizar aproximadamente 70 elementos diferentes en una muestra solida o solución, ideal para aplicaciones en fármacos, toxología y biofísica.


Espectrómetro de Absorción Atómica Imagen de dominio publico de Mampato

Este tipo de espectroscopia (EAA) se divide en tres métodos las cuales son: Horno de Grafito, Generación de Hidruros y la más conocida Llama. Podría decir que estos métodos son los tres tipos diferentes con el cual se puede atomizar un material.

El principio físico de la EAA consiste en absorber cierta longitud de onda, la radiación es absorbida por átomos que están localizados en los niveles energéticos, donde los fotones generan una diferencia de energía corresponde al valor de estos mismos. En un post anterior hable de la ley de Beer-Lambert, donde los fotones absorbidos son determinados mediante esta ley.

En este escrito en lo particular voy a centrarme en explicar la atomización en flama donde se emplea una fuente que emite la radiación con una longitud de onda igual a la del analito. Posteriormente una de las líneas seleccionadas debe atravesar la llama donde están concentrados los átomos de analito que tienen como función principal absorber la radiación emitida.

Entonces, podría decirse que los electrones que está dentro del atomizador se dirigen a niveles energéticos más altos por un tiempo determinado a través de la absorción del analito que sirve como fuente de radiación, es decir, una cantidad energética determinada por la longitud de onda. Toda esta energía emitida es la transición que generan los electrones a trasladarse de un orbital a otro, donde cada longitud de onda pertenece a un elemento o material analizado.

Al conocer la cantidad de energía que se genera por la llama y el resto que se encuentra en el detector, a partir de todo esto es posible calcular las transiciones que se generan por medio de la ecuación de Beer-Lambert con la finalidad de obtener la concentración química del elemento o material caracterizado.


Ahora bien, para realizar este tipo de medidas con el EAA en Llama debemos conocer primeramente cuales son los componentes que constituyen un espectrómetro, los cuales son los siguientes:

En primer lugar, debemos disponer de una fuente de emisión que se encargue de transmitir una línea que efectúe la transición atómica de un orbital a otro del material que se desea caracterizar.

Detector que como todos sabemos se encarga captar la señal emitida por la fuente y este tiene la capacidad de transformar proporcionalmente las señales electromagnéticas a eléctricas, es decir las intensidades de radiación emitidas del material.

A su vez necesitamos de u n quemador que pueda favorecer la formación de los átomos a partir de los componentes del material analizado. Cabe destacar que la temperatura que alcanza el material viene dada por el efecto de la combustión y reacción de la muestra.

Nebulizador, que se usa para atomizar y eliminar material disolvente de la muestra que se desea analizar, que posteriormente tiende a formarse diminutas gotas para que pueda ejercer una atomización muy eficaz por la aspiración de la muestra en específico una solución líquida.

Un amplificador, todos sabemos su función y su nombre lo indica, dónde la función del mismo es amplificar la señal emitida por medio del detector de las intensidades de la radiación, luego esta señal será procesada por medio de un circuito electrónico. Cabe señalar que el amplificador juega un papel esencial, ya que si tenemos un componente poco eficiente los espectros no se podrán obtener de manera visible


Diagrama de los componentes del EAA Imagen de dominio público original modificada, Wikimedia Commons de McSush

Sistema óptico compuesto por un monocromador, donde realice el trabajo de separar las radiaciones emitidas en el sistema de las longitudes de onda para un mejor performance y calidad de muestreo.

Sin duda alguna el más importante componente del EAA es el atomizador, existen diversos tipos de atomizadores, los más usados son Los mecheros de flujo turbulento y los mecheros de flujo laminar o de premezcla. A continuación, explicare el proceso de atomización en la EAA.

Al finalizar el análisis del material, necesitamos de un sistema donde podamos leer la señal de corriente emitida, esta señal será convertida en un espectro que viene siendo la huella dactilar del material y lo que desde un comienzo buscamos. Este sistema de lectura está acoplado al espectrofotómetro que finalmente lleva la señal al computador que mediante un software especializado visualizamos el espectro obtenido.

Proceso de atomización en Llama


Imagen de dominio publico

En primer lugar, tenemos un flujo de gas se transporta la muestra del material que se desea analizar a una región caliente, donde da lugar al proceso de atomización, este proceso viene desarrollado por varias etapas. La primera corresponde a la desolvatación, en la que el disolvente se evapora para luego producir un aerosol molecular sólido finamente en partículas de sal. La disociación de las moléculas conduce a la formación de un gas atómico, a su vez los átomos pueden disociarse en iones y electrones. Cabe mencionar que la velocidad de este proceso depende de diversos factores muy importantes como la temperatura de la llama de atomización, la velocidad de aspiración del nebulizador, el tipo de disolvente y el tamaño de las gotas.


Tipos de llama en el proceso de atomizaciónFuente Wikipedia

Como mencione anteriormente generalmente los atomizadores vienen dados en dos tipos estos son continuos y discretos. En el atomizador continuo en Llama se debe introducir el material a una velocidad constante por lo que la señal de espectro obtenido es constante con el tiempo, esta etapa es sumamente importante ya que limita la precisión del método, es decir un mal proceso de atomización traería consigo errores en los resultados obtenidos.


Espectrómetro de absorción atómica de Llama Licensed CC BY-SA 3.0

Una de las etapas del proceso de atomización es el transporte de la disolución, donde el movimiento de la misma va desde el recipiente hasta el nebulizador donde elimina el material disolvente. Debemos tener en consideración que el proceso sea eficaz para el material como para los patrones, es recomendable que las soluciones sean iguales en su totalidad. Luego viene la etapa de nebulización, sin duda alguna de la más importante porque como mencione, el nebulizar se encarga de eliminar todas esas partículas no deseadas que puedan arruinar nuestra medida, su objetivo es convertir esencialmente la disolución del aerosol muy fino sin ningún margen de error. Para que la llama pueda ser atomizada Se necesita primordialmente un aerosol que tenga un diámetro de 1 a 5µm.

Finalizando con el proceso de atomización, la última etapa viene siendo el equilibrado de las muestras vaporizadas, esto consiste en equilibrar las muestras vaporizadas donde se produce el equilibrio entre los óxidos e hidróxidos, átomos neutros y iones.


Espectro de absorción de agua licensedCC BY-SA 3.0

Un espectro de absorción atómica se caracteriza por tener líneas de resonancia que viene siendo el resultado de las transiciones electrónicas del estado fundamental de los niveles energéticos superiores. las líneas espectrales presentan una anchura que son de sumamente importancia ya que así se reducen las interferencias por el solapamiento de los espectros.

En el próximo post explicaré a qué se debe el ensanchamiento de las líneas espectrales, interferencias espectrales y no espectrales y otros aspectos importantes acerca de la EAA.

Sin lugar a dudas es un tema bastante complejo, pero de a poco se puede ir relacionando cada uno de mis escritos, por eso es importante comenzar por una base teórica cuando hablaba sobre Raman e ir explicando las técnicas de espectroscopia comenzando por las más simples o fáciles de entender hasta llegar a las más complejas


Para más información

Espectroscopia

Espectroscopia de absorción atómica (AA)

Espectroscopia de Absorción Atómica y Fotometría de Llama

Espectroscopia de absorción atómica slideshare

ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ATOMICA

Espectrometría de absorción atómica

Si tienes curiosidad y deseas nutrir tus conocimientos debes leer post científicos de alta calidad, y lo puedes hacer visitando la etiqueta #steemstem y #stem-espanol, es un gran proyecto que ha crecido enormemente en los últimos meses, con el fin de promover altos puestos a publicaciones científicas.


Video credits @gtg

Para obtener más información al respecto, únase a nuestro nuevo servidor en discord

Vota por @stem.witness para testigo AQUÍ

Saludos Carlos

Authors get paid when people like you upvote their post.
If you enjoyed what you read here, create your account today and start earning FREE STEEM!
STEEMKR.COM IS SPONSORED BY
ADVERTISEMENT
Sort Order:  trending

Hola @carloserp-2000, como te comenté en tu anterior publicación, no conozco nada al respecto de los temas que compartes, eso claro está, por no ser mi área disciplinar de estudio, pero leyendo tus aportes es evidente tu valioso esfuerzo por brindar una literatura amena y de fácil entendimiento para personas como yo, que desconocemos lo compartido, en este sentido, como niña de preescolar, entiendo que la Espectroscopia es un ámbito de estudio que permite conocer la constitución de diferentes materiales y por eso tiene amplia usabilidad en diferentes áreas científicas, de allí la diversidad de técnicas que vienes compartiendo. Ahora bien, a manera de aprendizaje y seguir comprendiendo los saberes que expones, pregunto, estas técnicas por ejemplo son utilizadas en pruebas como el Carbono 14?? Agradecida de antemano por tus aclaratorias, y de verdad celebro que has logrado despertar mi curiosidad científica al respecto por lo cual es seguro que siga leyendo tus aportes y otras fuentes relacionadas!! Saludos fraternos!!

·

Hola @reinasq para el análisis del carbono se usan la técnica de espectrometría de masas (AMS) como he mencionado la espectroscopia tiene muchisimas tecnicas y depende de las características del material para saber cual es la indicada para poder usarla y caracterizar el material. Cabe destacar que algunos materiales necesitan mayor radiación electromagnética para poder obtener un espectro, es decir un equipo más potente y otras muestras no! El análisis del carbono depende de su peso atómico y el AMS se ajusta a estas características del elemento ya que que ignora los abundantes isótopos que inundan la señal de carbono 14.Entonces es acá donde los científicos realizan el trabajar de jugar con las configuraciones del espectrómetro y saber cual es la indicada para cierto tipo de material.

Gracias a tu pregunta voy a redactar un post sobre el AMS :)

¡Felicitaciones!



Estás participando para optar a la mención especial que se efectuará el domingo 16 de diciembre del 2018 a las 8:00 pm (hora de Venezuela), gracias a la cual el autor del artículo seleccionado recibirá la cantidad de 1 STEEM transferida a su cuenta.

Te participamos que puedes invertir en el PROYECTO ENTROPÍA mediante tu delegación de Steem Power y así comenzar a recibir ganancias de forma semanal transferidas automáticamente a tu monedero todos los lunes. Entra aquí para más información sobre cómo invertir en ENTROPÍA.

Contáctanos en Discord: https://discord.gg/hkCjFeb

Apoya al trail de @Entropia y así podrás ganar recompensas de curación de forma automática. Entra aquí para más información sobre nuestro trail.

Puedes consultar el reporte diario de curación visitando @entropia.

Atentamente

El equipo de curación del PROYECTO ENTROPÍA





This post has been voted on by the SteemSTEM curation team and voting trail in collaboration with @utopian-io.

If you appreciate the work we are doing then consider voting both projects for witness by selecting stem.witness and utopian-io!

For additional information please join us on the SteemSTEM discord and to get to know the rest of the community!

Hi @carloserp-2000!

Your post was upvoted by Utopian.io in cooperation with @steemstem - supporting knowledge, innovation and technological advancement on the Steem Blockchain.

Contribute to Open Source with utopian.io

Learn how to contribute on our website and join the new open source economy.

Want to chat? Join the Utopian Community on Discord https://discord.gg/h52nFrV

muy buen blog, muy útil en esta parte de la internet.

·

Muchas gracias!

Excelente complemento de tus anteriores artículos sobre Espectroscopia @carloserp-2000. Como siempre, disfruté mucho de la lectura de tu artículo, pues está muy bien redactado y muy bien presentado. Mis felicitaciones. Un fraterno abrazo.

·

¡Excelente publicación amigo @carloserp-2000!. La verdad desconocía a fondo este tipo de técnicas, pero gracias a tus publicaciones y a la forma en que plasmas el contenido, se vuelve agradable e interesante leerlas y por lo tanto aprender más de la misma, gracias por compartir estos temas. ¡saludos!.

Congratulations @carloserp-2000! You have completed the following achievement on the Steem blockchain and have been rewarded with new badge(s) :

You received more than 2000 as payout for your posts. Your next target is to reach a total payout of 3000

Click here to view your Board of Honor
If you no longer want to receive notifications, reply to this comment with the word STOP

Support SteemitBoard's project! Vote for its witness and get one more award!