6.2.5 de absorção Atômica espectroscopia
o AAS é uma poderosa técnica analítica para a análise de elementos presentes em amostras complexas, tais como alimentos e biológicos e amostras ambientais através da medição da radiação absorvida pelo elemento de destino.112 modernos sistemas AAS são equipados com uma fonte de radiação, atomizador, monocromador, detector e um computador. A demonstração esquemática de um espectrômetro de absorção atômica é mostrada na figura. 6.3.
Figura 6.3. A demonstração esquemática de um espectrómetro de absorção atómica.
numa análise baseada no AAS, a radiação que atinge o monocromador provém de três fontes. Trata-se de um feixe atenuado a partir da fonte de radiação (isto é, lâmpada de cátodo oco), que é uma emissão específica; emissão dos átomos da amostra, incluindo os átomos alvo e não-alvo, que são excitados pela chama (emissão não específica); e radiação resultante da combustão de combustível para fornecer a chama. Os sistemas AAS são projetados e fabricados para eliminar as emissões não específicas de chegar ao detector. Isto é feito posicionando um monocromador entre o atomizador (ou seja, chama) e o detector. O monocromador nos sistemas AAS dispersa comprimentos de onda de luz que não são específicos para o elemento-alvo e isola uma linha que é específica. Portanto, a radiação que atinge o detector é a soma da radiação do feixe de fonte de radiação atenuada e da radiação emitida por átomos de analito excitados no atomizador. Uma vez que a quantidade de radiação absorvida pelos átomos do elemento alvo na chama é crucial, é necessário corrigir para a emissão de átomos de analito excitados na chama. Isto é realizado usando um helicóptero de feixe perpendicular ao caminho de luz entre a fonte de radiação e o atomizador. O AAS requer o uso de fontes de radiação que tenham um espectro de emissão mais estreito do que a largura da linha de absorção dos oligoelementos a serem analisados. Caso contrário, obtêm-se valores de absorvância baixos, o que reduz a sensibilidade. As fontes de radiação utilizadas no AAS são lâmpadas catódicas ocas, lâmpadas de descarga eletrodo, fontes de luz contínua e lâmpadas de descarga de vapor, que são eficientemente utilizadas em sistemas AAS. Entre estas fontes de radiação, lâmpadas catódicas ocas são mais comumente usadas em sistemas AAS.
uma lâmpada de cátodo oco é constituída por um tubo oco cheio com um gás inerte como Ne ou Ar na gama de pressão entre 1 e 5 torr, um ânodo feito de tungsténio e um cátodo feito da forma metálica do elemento a detectar.113 A Representação esquemática de uma lâmpada de cátodo oco é mostrada na figura. 6.4. Quando a tensão (ou seja, 300 V) é aplicada aos eletrodos, a lâmpada de cátodo oco emite radiação que é característica do metal no cátodo. Por exemplo, se o cátodo é feito de Fe, um espectro de Fe será emitido. Uma vez que a radiação passa através da chama contendo a amostra atomizada, apenas os átomos de Fe irão absorver esta radiação, uma vez que os comprimentos de onda emitidos a partir da lâmpada de cátodo oco são específicos para os átomos de ferro. Isto significa que é necessário usar uma lâmpada diferente para cada elemento a ser analisado. No entanto, existe um número limitado de lâmpadas de elementos múltiplos comercialmente disponíveis que contêm cátodos fabricados com mais de um elemento. Estão disponíveis comercialmente lâmpadas catódicas ocas para a análise de aproximadamente 60 elementos.
Figura 6.4. A representação esquemática de uma lâmpada catódica oca.por outro lado, utilizam-se lâmpadas de descarga electrodo tanto na espectrometria de absorção atómica como na espectrometria de fluorescência atómica. Este tipo de lâmpada não contém eléctrodos, mas um recipiente de vidro oco cheio com um gás inerte, como Ar.114 a descarga é produzida por uma bobina de gerador de alta frequência ao invés de uma corrente elétrica. Lâmpadas de descarga eletrodo são convenientes para a análise de elementos voláteis como Hg, As e Cd. A principal desvantagem das lâmpadas de descarga eletrodeless é a sua curta vida útil.
A segunda parte importante do AAS é o atomizador onde o íon ou moléculas na fase gasosa são atomizados no nível básico. A eficiência de atomização do atomizador tem um efeito crucial na análise bem sucedida de análises baseadas no AAS. A sensibilidade da análise é diretamente proporcional ao grau de atomização do metal a ser analisado. Atomizadores são tradicionalmente divididos em dois grupos que são atomizadores baseados em chamas e atomizadores sem Flamengo.no caso dos atomizadores à base de chama, a amostra que contém o analito é misturada com a mistura gasosa que forma a chama em forma líquida. Nesta mistura gasosa, o líquido da amostra é disperso na névoa. A mistura resultante é entregue à cabeça de chama e à chama que é a zona de combustão. Finalmente, o processo de atomização é realizado em chamas. Nos atomizadores de chama, a temperatura da chama depende do tipo de gás inflamável e combustível na mistura de gás que forma a chama. O ar / acetileno é a mistura de gases mais utilizada. Apesar de existirem aplicações práticas da chama atomizadores, este tipo de atomizador tem algumas desvantagens, tais como a análise de um número limitado de elementos, não é adequado para trabalhar no vácuo UV região, as dificuldades na análise de pequenas quantidades de amostras, e baixa sensibilidade. O design e desenvolvimento de atomizadores flameless levou à eliminação de tais problemas.
em espectrofotómetros de absorção atómica os sistemas mais importantes desenvolvidos como atomizadores são os fornos de grafite que também são chamados de atomizadores electrotérmicos.115 estes tipos de atomizadores requerem uma fonte de energia a ser aquecida. São necessários volumes de amostra muito pequenos entre 5 e 50 µL e a sensibilidade é muito superior aos atomizadores à base de chama. A principal desvantagem deste tipo de atomizer é o seu alto custo.o AAS foi aplicado com sucesso na análise de poluentes de metais pesados em amostras ambientais. Por exemplo, Naseri e colegas desenvolveram uma técnica dispersiva de microextração líquido–líquido para a análise sensível de íons Pb2+ em água da torneira, água mineral, água do poço e amostras de água do mar. No seu estudo, o factor de enriquecimento e os valores-limite de detecção atingidos foram de 150 e 0,02 µg L-1, respectivamente.116 num outro estudo realizado por Shamsipur e Ramezani 117, a determinação de quantidades ultrace de Au ions em amostras de minério de silicato e amostras de água da torneira foi realizada com êxito utilizando um sistema AAS com forno de grafite. Para este efeito, foi aplicado um passo de microextracção líquido–líquido dispersivo antes da análise do AAS. Os valores obtidos do limite de detecção e do factor de enriquecimento foram de 0, 005 ng mL−1 e 388, respectivamente.
em um estudo interessante relatado por Ebrahimzadeh e Behbahani118 íons Pb2+ em amostras de água foram determinados com sucesso usando o sistema AAS. Em seu estudo, os polímeros de iões impressos foram preparados para a pré-concentração de íons Pb2+ na água. O limite de detecção foi de 0,75 µg L-1.Leśniewska e colegas de trabalho concebidos e preparados polímeros iónicos impressos em amostras de água do Rio, água da torneira e esgotos municipais.119 os polímeros iónicos impressos preparados foram utilizados de forma eficiente para a pré-concentração dos iões-alvo Cr3+ a partir de amostras ambientais. A análise de íons Cr3 + foi realizada usando um sistema eletrotérmico AAS. O limite de detecção atingido foi de 0, 018 ng mL-1.num outro estudo importante,120 Mohammadi et al. comunicou a aplicação de sistemas flame AAS para a análise sensível de Ag+ iões em amostras de água. Antes da análise dos iões Ag+ alvo por AAS, foi aplicado um passo dispersivo de microextracção líquido–líquido. No seu estudo, o limite de detecção e os valores dos factores de enriquecimento foram obtidos em 1, 2 ng mL−1 e 16, respectivamente.
Rivas e colegas de trabalho analisaram com sucesso SB3+–SB5+ e As3+–As5+ ions em água do mar, água da torneira e amostras de água engarrafada.A pré-concentração de iões–alvo foi realizada aplicando uma técnica de microextracção líquido-líquido dispersiva antes da sua análise pelo AAS. O limite de detecção atingido para As3+ e Sb3+ foi de 0, 01 e 0, 05 µg mL−1, respectivamente. O factor de enriquecimento obtido foi 115.