La relajación de las especies excitadas va acompañada de la producción de espectros de líneas UV y visible, que son útiles para el análisis cualitativo y cuantitativo de elementos. Históricamente, la espectroscopia de emisión atómica requería la atomización y excitación mediante una flama. Estos métodos todavía tienen aplicaciones importantes para el análisis químico. Sin embargo, las fuentes de plasma se han convertido en las más utilizadas en espectrometría de emisión atómica.

1. Interferencias
Una interferencia es cualquier efecto que cambia la señal aun cuando se mantiene invariable la concentración del analito.
Son frecuentes y pueden pasar inadvertidas. Sin embargo, se pueden corregir eliminando la causa de la interferencia. Los
efectos de interferencia son divididos en interferencias del blanco e interferencias del analito
Interferencias del blanco o aditiva
Se produce cuando elemento distinto del analito emite radiación entre el paso de banda del dispositivo de selección de la
longitud de onda o la aparición de radiación errante entre el paso de banda. Su efecto es independiente a la concentración
del analito, y pueden ser reducidos o eliminados preparando un blanco y analizado bajo las mismas condiciones.
Interferencias del analito o multiplicativas
Modifican la magnitud de la señal del analito, suelen ser clasificadas por sus efectos físicos, químicos o por ionización.
Interferencias físicas
Alteran los procesos de aspiración, nebulización o volatilización. Por ejemplo; a) sustancias en la muestra que cambien la
viscosidad de la disolución, alterando la velocidad de flujo y la nebulización, b) componentes del combustible que modifiquen
la temperatura de la atomización y, por lo tanto, afectan indirectamente la eficiencia de la atomización.
Interferencias químicas
Específicas del analitos, generalmente son causadas por los componentes que influyen sobre la volatilización de las
partículas del analito. Por ejemplo, presencia de fosfato en la muestra alterar la concentración atómica de calcio en la flama
debido a la formación de complejos poco volátiles. Este tipo de efectos pueden ser eliminados o controlados por:
a) Uso de altas temperaturas.
b) Agentes de liberación, son especies que reaccionan de manera preferencial con el interferente y evitan su interacción
con el analito. Por ejemplo un exceso de Sr o La minimiza la interferencia del fosfato sobre el calcio porque estos
cationes forman compuestos más estables con el fosfato que el calcio, liberando al analito.
c) Agentes protectores, evitan la interferencia al formar especies estables pero volátiles con el analito. Tres reactivos
comunes para este propósito son EDTA, 8-hidroxiquinolina y APCD (sal de amonio del ácido 1-pirrolidina-carboditioco).
Interferencias por ionización
Provocadas por sustancias que alteran la ionización del analito. La presencia de un elemento fácilmente ionizado, puede
alterar el grado de ionización de un elemento que ioniza con menor facilidad, como el Ca. Estos supresores de la ionización
contienen elementos como K, Na, Li, Cs o Rb. Cuando son ionizados, estos elementos produce una alta concentración
electrones, que suprime la ionización del analito desplazando su equilibrio de la ionización hacia átomos neutros.
Referencias Bibliográficas
Harris, D. (2016). Análisis Químico Cuantitativo (Tercera ed.). Barcelona, España: REVERTÉ.
Rubinson, K., & Rubinson, J. (2001). Análisis Instrumental. Madrid, España: PEARSON Educación.
Skoog, D., James, F., & Nieman, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental (Quinta ed.). Madrid, España: McGraw Hill.
Skoog, D., West, D., Holler, F., & Crouch, S. (2015). Fundamentos de química analítica (Novena ed.). México D.F., México:
Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.
Ciudad Bolívar, Venezuela Código: AnaIns-UV-C6 / Revisión: 00
Espectrometría por Emisión Atómica
#MicroClasesDeCastro / Septiembre, 2021 / Por: José Luis Castro Soto
Origen de los Espectros de Emisión
En la espectroscopia de emisión, los átomos del analito son excitados normalmente por la energía proporcionada por un
plasma, una flama, una descarga eléctrica o por un láser de alta energía.
@jlcastros78 Micro Clases de Castro
José Luis Castro Soto @MicroClasesDeCastro
@MClasesDeCastro
Espectroscopia de emisión con fuente de plasma
Por definición, un plasma es una mezcla gaseosa conductora de la electricidad que contiene una concentración significativa
de cationes y electrones (la concentración de ambos es tal que la carga neta se aproxima a cero).
Una vez formados los iones de argón
en un plasma, son capaces de
absorber la energía de una fuente
externa para mantener la
temperatura a un nivel tal que la
posterior ionización sustente el
plasma; pudiendo llegar a 10.000 K.
Existen tres tipos de plasma:
(1) Plasma de acoplamiento inductivo
(ICP).
(2) Plasma de corriente continua
(DCP).
(3) Plasma inducido por microondas
(MIP).
El plasma de argón es muy empleado
en los análisis de emisión, los iones
de argón y los electrones son las
principales especies conductoras,
aunque los cationes de la muestra
también estén presentes en menor
cantidad.
Introducción
La relajación de las especies excitadas va acompañada de la producción de espectros de líneas UV y visible, que son útiles
para el análisis cualitativo y cuantitativo de elementos. Históricamente, la espectroscopia de emisión atómica requería la
atomización y excitación mediante una flama. Estos métodos todavía tienen aplicaciones importantes para el análisis
químico. Sin embargo, las fuentes de plasma se han convertido en las más utilizadas en espectrometría de emisión atómica.
Instrumentación
El ICP se ha convertido en la fuente más utilizada para la espectroscopia de emisión. Su éxito radica en su estabilidad, bajo
ruido, bajo fondo y libertad de muchas interferencias. Sin embargo, es costoso y los usuarios requieren de entrenamiento.
Descripción:
1. La muestra en disolución es aspirada, y en el equipo es arrastrada con la mezcla de combustible y
adecuadamente convertida llevada a finas gotas.
4. La radiación aislada es convertida en señales eléctricas mediante un transductor.
3. La separación en luz monocromática puede ser por un:
a)Monocromador, aísla una longitud de onda en un solo tiempo y en una sola apertura de salida.
b)Policromador, aísla varias longitudes de onda de manera simultánea en múltiples aperturas de salida.
c)Espectrógrafo, proporciona una apertura de salida, que permite salir un rango de longitudes de onda.
5. Las señales eléctricas son procesadas y proporcionadas como entrada al sistema informático.
2. En emisión ICP a la fuente se le llama antorcha, acá se produce la emisión de la muestra, la intensidad
de la luz emitida es en función de la concentración del analito.
6. Los espectrómetros de emisión de flama y de DCP, siguen el mismo diagrama de bloques, excepto
porque una flama o un DCP es sustituido por la antorcha (ICP).
Por ejemplo, una interferencia espectral. El efecto de la emisión del sodio a 285,28 nm
en la determinación de Mg a 285,21nm. Con un espectrómetro de resolución moderada,
cualquier sodio contenido en la muestra causaría lecturas altas para el magnesio, a
menos que se sustrajera de un blanco de reactivos la cantidad correcta de sodio.
Figura 22. Diagrama de bloques de un espectrómetro de emisión atómica típico.
a) La muestra se excita con la aplicación de
energía. En estos procesos no participa
energía radiante y, por tanto, se llaman
procesos no radiantes.
b) En el diagrama de nivel de energía las
líneas de guiones con flecha hacia arriba
simbolizan procesos de excitación no
radiantes, las líneas continuas con flecha
hacia abajo indican que el analito pierde
su energía, con la emisión de un fotón.
c) El espectro resultante se muestra como
una medida de la energía radiante
emitida, PE, en función de la longitud de
onda, λ.
Figura 20. Proceso de emisión atómica.
(a)
(b)
(c)
Fuente: Skoog, West, Holler, & Crouch, (2015).
4. Una transición hacia o desde el estado basal es llamada transición
de resonancia y su línea espectral es llamada línea de resonancia.
Diagrama de energía
La figura 2, representa un diagrama de los niveles de energía parcial
del sodio atómico, que muestra la fuente de tres líneas de emisión
predominantes.
2. La energía aplicada causa que los átomos estén momentáneamente
en un estado energético mayor, o estado excitado. En el caso de los
átomos de sodio, la energía externa promueve a los electrones
desde sus orbitales 3s del estado basal hacia los orbitales del
estado excitado 3p, 4p o 5p.
3. Después los átomos excitados se relajan al estado basal liberando
su energía como fotones de radiación visible o UV. La longitud de
onda de la radiación emitida es de 590, 330 y 285 nm.
1. Antes de aplicar la fuente de energía externa, los átomos de sodio
por lo general se encuentran en su estado energético más bajo, o
estado basal. En el caso de los átomos de sodio, los electrones de
valencia están en el orbital 3s.
Figura 21. Origen de las líneas de emisión
del sodio.
Fuente: Skoog, West, Holler, & Crouch, (2015).