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Espectroscopia de absorción atómica.

Instrumento de espectroscopia de absorción atómica de llama.
Un científico que prepara soluciones para espectroscopia de absorción atómica, reflejado en la ventana de vidrio de la puerta de cubierta del atomizador de llama del AAS.

La espectroscopia de absorción atómica ( AAS ) y la espectroscopia de emisión atómica ( AES ) es un procedimiento espectroanalítico para la determinación cuantitativa de elementos químicos mediante átomos libres en estado gaseoso. La espectroscopia de absorción atómica se basa en la absorción de luz por iones metálicos libres.

En química analítica, la técnica se utiliza para determinar la concentración de un elemento particular (el analito) en una muestra a analizar. El AAS se puede utilizar para determinar más de 70 elementos diferentes en solución o directamente en muestras sólidas mediante vaporización electrotérmica, [1] y se utiliza en investigaciones de farmacología , biofísica , arqueología y toxicología .

La espectroscopia de emisión atómica (AAS) se utilizó por primera vez como técnica analítica, y los principios subyacentes fueron establecidos en la segunda mitad del siglo XIX por Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff , ambos profesores de la Universidad de Heidelberg , Alemania. [2]

La forma moderna de AAS fue desarrollada en gran medida durante la década de 1950 por un equipo de químicos australianos. Fueron dirigidos por Sir Alan Walsh en la División de Física Química de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO), en Melbourne , Australia . [3] [4]

La espectrometría de absorción atómica tiene muchos usos en diferentes áreas de la química, como el análisis clínico de metales en fluidos y tejidos biológicos como sangre total, plasma, orina, saliva, tejido cerebral, hígado, cabello y tejido muscular. La espectrometría de absorción atómica se puede utilizar en análisis cualitativos y cuantitativos.

Principios

La técnica utiliza el espectro de absorción atómica de una muestra para evaluar la concentración de analitos específicos dentro de ella. Requiere estándares con contenido de analito conocido para establecer la relación entre la absorbancia medida y la concentración del analito y, por lo tanto, se basa en la [ley de Beer-Lambert]. ## Análisis de muestras con espectroscopia de absorción atómica (AAS)

La espectroscopia de absorción atómica (AAS) mide la concentración de elementos específicos en una muestra analizando su "huella digital" única en forma de espectro de absorción atómica. Así es como funciona:

 * **A = εcl**, donde: * A es la absorbancia medida. * ε es la absortividad molar (constante específica del elemento y longitud de onda). * c es la concentración del analito. * l es la longitud del camino de la luz a través de la muestra.

La absorbancia medida proporciona información directamente sobre la concentración del analito en la muestra. Este circuito de retroalimentación permite al AAS analizar varias muestras de manera eficiente y determinar su composición elemental con alta precisión.

En resumen, AAS utiliza las propiedades de absorción únicas de los elementos para cuantificar con precisión su concentración en muestras. Al preparar la muestra, atomizar los analitos, medir su absorción de luz específica y aplicar la ley de Beer-Lambert, esta poderosa técnica nos ayuda a comprender la composición elemental de diversos materiales en diversos campos científicos e industriales.



Instrumentación

Diagrama de bloques del espectrómetro de absorción atómica

Para analizar una muestra en busca de sus constituyentes atómicos, es necesario atomizarla. Los atomizadores más utilizados hoy en día son los atomizadores de llama y electrotérmicos ( tubo de grafito ). A continuación, los átomos deberían irradiarse mediante radiación óptica, y la fuente de radiación podría ser una fuente de radiación lineal específica del elemento o una fuente de radiación continua. A continuación, la radiación pasa a través de un monocromador para separar la radiación específica del elemento de cualquier otra radiación emitida por la fuente de radiación, que finalmente se mide mediante un detector.

Atomizadores

Los utilizados hoy en día son llamas espectroscópicas y atomizadores electrotérmicos. Para fines especiales se podrían utilizar otros atomizadores, como la atomización por descarga luminosa, la atomización por hidruro o la atomización por vapor frío.

Atomizadores de llama

Los atomizadores más antiguos y más utilizados en AAS son las llamas, principalmente la llama de aire-acetileno con una temperatura de aproximadamente 2300 °C y la llama del sistema de óxido nitroso [4] (N 2 O)-acetileno con una temperatura de aproximadamente 2700 °C. . Esta última llama, además, ofrece un entorno más reductor, siendo ideal para analitos con alta afinidad por el oxígeno.

Un fotómetro de llama de laboratorio que utiliza un atomizador de llama operado por propano.

Las muestras líquidas o disueltas se suelen utilizar con atomizadores de llama. La solución de muestra se aspira mediante un nebulizador analítico neumático , se transforma en aerosol , que se introduce en una cámara de nebulización, donde se mezcla con los gases de la llama y se acondiciona de manera que solo las gotas de aerosol más finas (< 10 μm) entren en el fuego. Este proceso de acondicionamiento reduce la interferencia, pero solo alrededor del 5% de la solución en aerosol llega a la llama debido a ello.

Encima de la cámara de pulverización hay un cabezal de quemador que produce una llama lateralmente larga (normalmente de 5 a 10 cm) y de sólo unos pocos mm de profundidad. El haz de radiación pasa a través de esta llama en su eje más largo y los caudales de gas de la llama pueden ajustarse para producir la mayor concentración de átomos libres. La altura del quemador también se puede ajustar para que el haz de radiación pase a través de la zona de mayor densidad de nubes de átomos en la llama, lo que da como resultado la mayor sensibilidad.

Los procesos en llama incluyen las etapas de desolvatación (secado) en la que el disolvente se evapora y las nanopartículas de la muestra secas quedan, vaporización (transferencia a fase gaseosa) en la que las partículas sólidas se convierten en moléculas gaseosas, atomización en la que las moléculas se disocian en átomos libres y la ionización donde (dependiendo del potencial de ionización de los átomos del analito y de la energía disponible en una llama particular) los átomos pueden convertirse en parte en iones gaseosos.

Cada una de estas etapas incluye el riesgo de interferencia en caso de que el grado de transferencia de fase sea diferente para el analito en el estándar de calibración y en la muestra. La ionización generalmente es indeseable, ya que reduce el número de átomos disponibles para la medición, es decir, la sensibilidad.

En el AAS de llama se genera una señal de estado estable durante el período de tiempo en que se aspira la muestra. Esta técnica se utiliza normalmente para determinaciones en el rango de mg L −1 y puede ampliarse hasta unos pocos μg L −1 para algunos elementos.

Atomizadores electrotérmicos

Desarrollo del método GFAA
tubo de grafito

El AAS electrotérmico (ET AAS) que utiliza atomizadores de tubo de grafito fue iniciado por Boris V. L'vov en el Instituto Politécnico de San Petersburgo , Rusia, [5] desde finales de la década de 1950, e investigado en paralelo por Hans Massmann en el Instituto de Espectroquímica y Aplicados. Espectroscopía (ISAS) en Dortmund, Alemania. [6]

Aunque a lo largo de los años se ha utilizado una amplia variedad de diseños de tubos de grafito, hoy en día las dimensiones suelen ser de 20 a 25 mm de longitud y de 5 a 6 mm de diámetro interior. Con esta técnica se pueden analizar directamente muestras líquidas/disueltas, sólidas y gaseosas. Se introduce un volumen medido (normalmente entre 10 y 50 μL) o una masa pesada (normalmente alrededor de 1 mg) de una muestra sólida en el tubo de grafito y se somete a un programa de temperatura. Por lo general, esto consta de etapas, como el secado: el disolvente se evapora; pirólisis : se elimina la mayoría de los componentes de la matriz; atomización: el elemento analito se libera a la fase gaseosa; y limpieza: los eventuales residuos en el tubo de grafito se eliminan a alta temperatura. [7]

Los tubos de grafito se calientan mediante su resistencia óhmica mediante una fuente de alimentación de alta corriente y bajo voltaje; la temperatura en las etapas individuales se puede controlar muy de cerca y las rampas de temperatura entre las etapas individuales facilitan la separación de los componentes de la muestra. Los tubos se pueden calentar transversal o longitudinalmente, teniendo los primeros la ventaja de una distribución de temperatura más homogénea a lo largo de su longitud. El concepto de horno de plataforma de temperatura estabilizada (STPF), propuesto por Walter Slavin, basado en la investigación de Boris L'vov, hace que el ET AAS esté esencialmente libre de interferencias. [ cita necesaria ] Los componentes principales de este concepto son la atomización de la muestra desde una plataforma de grafito insertada en el tubo de grafito (plataforma L'vov) en lugar de desde la pared del tubo para retrasar la atomización hasta que haya alcanzado la fase gaseosa en el atomizador. una temperatura estable; uso de un modificador químico para estabilizar el analito a una temperatura de pirólisis que sea suficiente para eliminar la mayoría de los componentes de la matriz; e integración de la absorbancia durante el tiempo de la señal de absorción transitoria en lugar de utilizar la absorbancia de altura máxima para la cuantificación.

En ET AAS se genera una señal transitoria, cuyo área es directamente proporcional a la masa del analito (no a su concentración) introducida en el tubo de grafito. Esta técnica tiene la ventaja de que se puede analizar directamente cualquier tipo de muestra, sólida, líquida o gaseosa. Su sensibilidad es de 2 a 3 órdenes de magnitud mayor que la del AAS de llama, de modo que las determinaciones en el rango bajo de μg L −1 (para un volumen de muestra típico de 20 μL) y ng g −1 (para una masa de muestra típica de 1 mg) se puede realizar. Muestra un grado muy alto de ausencia de interferencias, por lo que ET AAS podría considerarse la técnica más robusta disponible hoy en día para la determinación de oligoelementos en matrices complejas. [ cita necesaria ]

Técnicas de atomización especializadas.

Si bien los vaporizadores electrotérmicos y de llama son las técnicas de atomización más comunes, se utilizan varios otros métodos de atomización para uso especializado. [8] [9]

Atomización por descarga incandescente

Un dispositivo de descarga luminosa (GD) sirve como fuente versátil, ya que puede introducir y atomizar la muestra simultáneamente. La descarga luminosa se produce en una atmósfera de gas argón a baja presión entre 1 y 10 torr. En esta atmósfera se encuentra un par de electrodos que aplican un voltaje CC de 250 a 1000 V para descomponer el gas argón en iones y electrones cargados positivamente. Estos iones, bajo la influencia del campo eléctrico, se aceleran hacia la superficie del cátodo que contiene la muestra, bombardeando la muestra y provocando la eyección del átomo neutro de la muestra mediante el proceso conocido como pulverización catódica . El vapor atómico producido por esta descarga está compuesto de iones, átomos en estado fundamental y una fracción de átomos excitados. Cuando los átomos excitados se relajan y vuelven a su estado fundamental, se emite un brillo de baja intensidad, lo que da nombre a la técnica.

El requisito para las muestras de atomizadores de descarga luminosa es que sean conductores eléctricos. En consecuencia, los atomizadores se utilizan con mayor frecuencia en el análisis de metales y otras muestras conductoras. Sin embargo, con las modificaciones adecuadas, se puede utilizar para analizar muestras líquidas y materiales no conductores mezclándolos con un conductor (por ejemplo, grafito).

Atomización de hidruro

Las técnicas de generación de hidruros están especializadas en soluciones de elementos específicos. La técnica proporciona un medio para introducir muestras que contienen arsénico, antimonio, selenio, bismuto y plomo en un atomizador en fase gaseosa. Con estos elementos, la atomización de hidruros mejora los límites de detección en un factor de 10 a 100 en comparación con métodos alternativos. La generación de hidruro se produce añadiendo una solución acuosa acidificada de la muestra a una solución acuosa al 1% de borohidruro de sodio, todo lo cual está contenido en un recipiente de vidrio. El hidruro volátil generado por la reacción que se produce es arrastrado hacia la cámara de atomización por un gas inerte, donde sufre descomposición. Este proceso forma una forma atomizada del analito, que luego puede medirse mediante espectrometría de absorción o emisión.

Atomización con vapor frío

La técnica del vapor frío es un método de atomización limitado únicamente a la determinación de mercurio, debido a que es el único elemento metálico que tiene una gran presión de vapor a temperatura ambiente. [ cita necesaria ] Debido a esto, tiene un uso importante para determinar compuestos orgánicos de mercurio en muestras y su distribución en el medio ambiente. El método comienza convirtiendo el mercurio en Hg 2+ mediante oxidación de los ácidos nítrico y sulfúrico, seguido de una reducción de Hg 2+ con cloruro de estaño (II) . Luego, el mercurio se introduce en un tubo de absorción de paso largo haciendo burbujear una corriente de gas inerte a través de la mezcla de reacción. La concentración se determina midiendo la absorbancia de este gas a 253,7 nm. Los límites de detección para esta técnica están en el rango de partes por mil millones, lo que la convierte en un excelente método de atomización para la detección de mercurio.

Fuentes de radiación

Tenemos que distinguir entre AAS de fuente lineal (LS AAS) y AAS de fuente continua (CS AAS). En el AAS LS clásico, como ha propuesto Alan Walsh [10] , la alta resolución espectral requerida para las mediciones de AAS la proporciona la propia fuente de radiación que emite el espectro del analito en forma de líneas más estrechas que las líneas de absorción. líneas. Las fuentes continuas, como las lámparas de deuterio, sólo se utilizan con fines de corrección de fondo. La ventaja de esta técnica es que sólo se necesita un monocromador de resolución media para medir AAS; sin embargo, tiene la desventaja de que normalmente se necesita una lámpara separada para cada elemento a determinar. En CS AAS, por el contrario, se utiliza para todos los elementos una única lámpara que emite un espectro continuo en todo el rango espectral de interés. Obviamente, para esta técnica se requiere un monocromador de alta resolución, como se explicará más adelante.

Lámpara de cátodo hueco (HCL)

Lámparas de cátodo hueco

Las lámparas de cátodo hueco (HCL) son la fuente de radiación más común en LS AAS. [ cita necesaria ] Dentro de la lámpara sellada, llena de argón o gas neón a baja presión, hay un cátodo metálico cilíndrico que contiene el elemento de interés y un ánodo. Se aplica un alto voltaje a través del ánodo y el cátodo, lo que da como resultado una ionización del gas de relleno. Los iones gaseosos se aceleran hacia el cátodo y, al impactar sobre el cátodo, chisporrotean el material catódico que se excita en la descarga luminosa para emitir la radiación del material chisporroteado, es decir, el elemento de interés. En la mayoría de los casos se utilizan lámparas de un solo elemento, en las que el cátodo se extrae principalmente de compuestos del elemento objetivo. Las lámparas de elementos múltiples están disponibles con combinaciones de compuestos de los elementos objetivo presionados en el cátodo. Las lámparas de elementos múltiples producen una sensibilidad ligeramente menor que las lámparas de un solo elemento y las combinaciones de elementos deben seleccionarse cuidadosamente para evitar interferencias espectrales. La mayoría de las lámparas de elementos múltiples combinan un puñado de elementos, por ejemplo: 2 - 8. Los espectrómetros de absorción atómica pueden presentar tan solo 1 o 2 posiciones de lámpara de cátodo hueco o, en los espectrómetros de elementos múltiples automatizados, normalmente pueden estar disponibles entre 8 y 12 posiciones de lámpara. .

Lámparas de descarga sin electrodos

Las lámparas de descarga sin electrodos (EDL) contienen una pequeña cantidad del analito en forma de metal o sal en una ampolla de cuarzo junto con un gas inerte, normalmente gas argón, a baja presión. La bombilla se inserta en una bobina que genera un campo de radiofrecuencia electromagnética, lo que da como resultado una descarga acoplada inductivamente de baja presión en la lámpara. La emisión de una EDL es mayor que la de una HCL y el ancho de la línea es generalmente más estrecho, pero las EDL necesitan una fuente de alimentación separada y pueden necesitar más tiempo para estabilizarse.

Lámparas de deuterio

En el LS AAS se utilizan deuterio HCL o incluso hidrógeno HCL y lámparas de descarga de deuterio para corregir el fondo. [11] La intensidad de la radiación emitida por estas lámparas disminuye significativamente al aumentar la longitud de onda, por lo que sólo se pueden utilizar en el rango de longitud de onda entre 190 y aproximadamente 320 nm.

Lámpara de xenón como fuente de radiación continua.

Fuentes continuas

Cuando se utiliza una fuente de radiación continua para AAS, es necesario utilizar un monocromador de alta resolución, como se explicará más adelante. Además, es necesario que la lámpara emita radiación de intensidad al menos un orden de magnitud superior a la de una HCL típica en todo el rango de longitud de onda de 190 nm a 900 nm. Para cumplir estos requisitos se ha desarrollado una lámpara especial de arco corto de xenón de alta presión , que funciona en modo de punto caliente.

Espectrómetro

Como ya se señaló anteriormente, existe una diferencia entre los espectrómetros de resolución media que se utilizan para LS AAS y los espectrómetros de alta resolución que están diseñados para CS AAS. El espectrómetro incluye un dispositivo de clasificación espectral (monocromador) y un detector.

Espectrómetros para LS AAS

En LS AAS, la alta resolución que se requiere para la medición de la absorción atómica la proporciona la línea estrecha de emisión de la fuente de radiación, y el monocromador simplemente tiene que resolver la línea analítica de otra radiación emitida por la lámpara. [ cita necesaria ] Esto generalmente se puede lograr con un paso de banda entre 0,2 y 2 nm, es decir, un monocromador de resolución media. Otra característica para hacer que LS AAS sea específico para un elemento es la modulación de la radiación primaria y el uso de un amplificador selectivo que está sintonizado a la misma frecuencia de modulación, como ya postuló Alan Walsh. De esta manera se puede excluir cualquier radiación (no modulada) emitida, por ejemplo, por el atomizador, lo cual es imprescindible para LS AAS. Para LS AAS se utilizan normalmente monocromadores simples del diseño Littrow o (mejor) Czerny-Turner. Los tubos fotomultiplicadores son los detectores más utilizados en LS AAS, aunque podrían preferirse los detectores de estado sólido debido a su mejor relación señal-ruido .

Espectrómetros para CS AAS

Cuando se utiliza una fuente de radiación continua para la medición de AAS, es indispensable trabajar con un monocromador de alta resolución. La resolución debe ser igual o mejor que la mitad del ancho de una línea de absorción atómica (aproximadamente 2 pm) para evitar pérdidas de sensibilidad y linealidad del gráfico de calibración. La investigación con CS AAS de alta resolución (HR) fue iniciada por los grupos de O'Haver y Harnly en EE. UU., quienes también desarrollaron el (hasta ahora) único espectrómetro multielemento simultáneo para esta técnica. El gran avance, sin embargo, se produjo cuando el grupo de Becker-Ross en Berlín, Alemania, construyó un espectrómetro íntegramente diseñado para HR-CS AAS. El primer equipo comercial para HR-CS AAS fue introducido por Analytik Jena (Jena, Alemania) a principios del siglo XXI, basado en el diseño propuesto por Becker-Ross y Florek. Estos espectrómetros utilizan un monocromador doble compacto con un premonocromador de prisma y un monocromador de rejilla Echelle para alta resolución. Como detector se utiliza una matriz de dispositivo de carga acoplada lineal (CCD) con 200 píxeles. El segundo monocromador no tiene rendija de salida; por tanto, el entorno espectral a ambos lados de la línea analítica se vuelve visible en alta resolución. Como normalmente sólo se utilizan de 3 a 5 píxeles para medir la absorción atómica, los demás píxeles están disponibles para fines de corrección. Una de estas correcciones es la del ruido de parpadeo de la lámpara, que es independiente de la longitud de onda, lo que da como resultado mediciones con un nivel de ruido muy bajo; otras correcciones son las de absorción de fondo, como se explicará más adelante.

Absorción de fondo y corrección de fondo.

El número relativamente pequeño de líneas de absorción atómica (en comparación con las líneas de emisión atómica) y su estrecho ancho (unas pocas pm) hacen que la superposición espectral sea rara; Sólo se conocen unos pocos ejemplos de que una línea de absorción de un elemento se superponga con otro. [ cita necesaria ] La absorción molecular, por el contrario, es mucho más amplia, por lo que es más probable que alguna banda de absorción molecular se superponga con una línea atómica. Este tipo de absorción puede ser causada por moléculas no disociadas de elementos concomitantes de la muestra o por gases de llama. Tenemos que distinguir entre los espectros de moléculas diatómicas, que exhiben una estructura fina pronunciada, y los de moléculas más grandes (generalmente triatómicas) que no muestran una estructura tan fina. Otra fuente de absorción de fondo, particularmente en ET AAS, es la dispersión de la radiación primaria en las partículas que se generan en la etapa de atomización, cuando la matriz no se pudo eliminar lo suficiente en la etapa de pirólisis.

Todos estos fenómenos, la absorción molecular y la dispersión de la radiación, pueden dar como resultado una absorción artificialmente alta y un cálculo incorrectamente alto (erróneo) de la concentración o masa del analito en la muestra. Hay varias técnicas disponibles para corregir la absorción de fondo y son significativamente diferentes para LS AAS y HR-CS AAS.

Técnicas de corrección de fondo en LS AAS

En LS AAS la absorción de fondo solo se puede corregir utilizando técnicas instrumentales, y todas ellas se basan en dos mediciones secuenciales: [12] en primer lugar, la absorción total (atómica más el fondo), en segundo lugar, solo la absorción de fondo. La diferencia de las dos mediciones da la absorción atómica neta. Debido a esto, y debido al uso de dispositivos adicionales en el espectrómetro, la relación señal-ruido de las señales con corrección de fondo es siempre significativamente inferior en comparación con las señales sin corregir. También cabe señalar que en LS AAS no hay forma de corregir (el raro caso de) una superposición directa de dos líneas atómicas. En esencia, existen tres técnicas utilizadas para la corrección de fondo en LS AAS:

Corrección de fondo de deuterio

Esta es la técnica más antigua y aún más utilizada, particularmente para AAS con llama. En este caso, se utiliza una fuente separada (una lámpara de deuterio) con una emisión amplia para medir la absorción de fondo en todo el ancho de la rendija de salida del espectrómetro. El uso de una lámpara separada hace que esta técnica sea la menos precisa, ya que no puede corregir ningún fondo estructurado. Tampoco se puede utilizar en longitudes de onda superiores a 320 nm, ya que la intensidad de emisión de la lámpara de deuterio se vuelve muy débil. El uso de deuterio HCL es preferible en comparación con una lámpara de arco debido al mejor ajuste de la imagen de la lámpara anterior con la del analito HCL.

Corrección de fondo de Smith-Hieftje

Esta técnica (que lleva el nombre de sus inventores) se basa en la ampliación y autorreversión de las líneas de emisión de HCL cuando se aplica alta corriente. La absorción total se mide con la corriente normal de la lámpara, es decir, con una línea de emisión estrecha, y la absorción de fondo después de la aplicación de un pulso de alta corriente con el perfil de la línea autorrevertida, que tiene poca emisión en la longitud de onda original, pero fuerte emisión. a ambos lados de la línea analítica. La ventaja de esta técnica es que sólo se utiliza una fuente de radiación; entre las desventajas está que los pulsos de alta corriente reducen la vida útil de la lámpara y que la técnica solo puede usarse para elementos relativamente volátiles, ya que solo aquellos exhiben suficiente autorreversión para evitar una pérdida dramática de sensibilidad. Otro problema es que el fondo no se mide a la misma longitud de onda que la absorción total, lo que hace que la técnica no sea adecuada para corregir el fondo estructurado.

Corrección de fondo con efecto Zeeman

Se aplica un campo magnético alterno en el atomizador (horno de grafito) para dividir la línea de absorción en tres componentes, el componente π, que permanece en la misma posición que la línea de absorción original, y dos componentes σ, que se mueven hacia arriba y hacia abajo. longitudes de onda, respectivamente. [ cita necesaria ] La absorción total se mide sin campo magnético y la absorción de fondo con el campo magnético activado. En este caso hay que eliminar la componente π, por ejemplo con un polarizador, y las componentes σ no se superponen con el perfil de emisión de la lámpara, de modo que sólo se mide la absorción de fondo. Las ventajas de esta técnica son que la absorción total y de fondo se miden con el mismo perfil de emisión de la misma lámpara, de modo que cualquier tipo de fondo, incluidos los fondos con estructura fina, se puede corregir con precisión, a menos que la molécula responsable del fondo también se vea afectada. por el campo magnético y el uso de un helicóptero como polarizador reduce la relación señal-ruido. Mientras que las desventajas son la mayor complejidad del espectrómetro y la fuente de alimentación necesaria para hacer funcionar el potente imán necesario para dividir la línea de absorción.

Técnicas de corrección de fondo en HR-CS AAS

En HR-CS AAS la corrección de fondo se lleva a cabo matemáticamente en el software utilizando información de los píxeles del detector que no se utilizan para medir la absorción atómica; por lo tanto, a diferencia de LS AAS, para la corrección de fondo no se necesitan componentes adicionales.

Corrección de fondo mediante píxeles de corrección

Ya se ha mencionado que en el HR-CS AAS el ruido de parpadeo de la lámpara se elimina mediante píxeles de corrección. De hecho, el algoritmo de corrección elimina cualquier aumento o disminución en la intensidad de la radiación que se observe en la misma medida en todos los píxeles elegidos para la corrección. [ cita necesaria ] Esto obviamente también incluye una reducción de la intensidad medida debido a la dispersión de la radiación o la absorción molecular, que se corrige de la misma manera. Como la medición de la absorción total y de fondo y la corrección de esta última son estrictamente simultáneas (a diferencia de LS AAS), incluso los cambios más rápidos de la absorción de fondo, como se pueden observar en ET AAS, no causan ningún problema. Además, como se utiliza el mismo algoritmo para la corrección de fondo y la eliminación del ruido de la lámpara, las señales corregidas de fondo muestran una relación señal-ruido mucho mejor en comparación con las señales no corregidas, lo que también contrasta con LS AAS.

Corrección de fondo mediante un algoritmo de mínimos cuadrados

Obviamente, la técnica anterior no puede corregir un fondo con estructura fina, ya que en este caso la absorbancia será diferente en cada uno de los píxeles de corrección. En este caso, HR-CS AAS ofrece la posibilidad de medir espectros de corrección de la(s) molécula(s) responsable(s) del fondo y almacenarlos en el ordenador. Luego, estos espectros se multiplican con un factor para que coincida con la intensidad del espectro de muestra y se restan píxel por píxel y espectro por espectro del espectro de muestra utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados. Esto puede parecer complejo, pero, en primer lugar, el número de moléculas diatómicas que pueden existir a las temperaturas de los atomizadores utilizados en AAS es relativamente pequeño y, en segundo lugar, la corrección la realiza la computadora en unos pocos segundos. En realidad, el mismo algoritmo también se puede utilizar para corregir la superposición directa de dos líneas de absorción atómica, lo que convierte a HR-CS AAS en la única técnica de AAS que puede corregir este tipo de interferencia espectral.

Ver también

Referencias

  1. ^ "Espectrofotómetro de absorción atómica TAS-990-纳米材料工程研究中心". ercn.henu.edu.cn. ​Consultado el 12 de octubre de 2022 .
  2. ^ "Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff". Instituto de Historia de la Ciencia . Consultado el 20 de marzo de 2018 .
  3. ^ McCarthy, GJ "Walsh, Alan - Entrada biográfica". Enciclopedia de la ciencia australiana . Consultado el 22 de mayo de 2012 .
  4. ^ ab Koirtyohann, SR (1991). "Una historia de la espectrometría de absorción atómica". Química analítica . 63 (21): 1024A-1031A. doi :10.1021/ac00021a716. ISSN  0003-2700.
  5. ^ L'vov, Boris (1990). "Avances recientes en análisis absoluto mediante espectrometría de absorción atómica en horno de grafito" . Spectrochimica Acta Parte B: Espectroscopia atómica . 45 (7): 633–655. Código bibliográfico : 1990AcSpe..45..633L. doi :10.1016/0584-8547(90)80046-L.
  6. ^ "Métodos analíticos para atomizadores de tubo de grafito" (PDF) . agilent.com . Tecnologías Agilent. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.
  7. ^ "Espectroscopia atómica - GF-AAS". sitios.chem.utoronto.ca . Consultado el 8 de marzo de 2021 .
  8. ^ Harvey, David (25 de mayo de 2016). "Espectroscopia de absorción atómica". chem.libretexts.org . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2017 . Consultado el 6 de octubre de 2017 .
  9. ^ "Atomización de muestras: módulo de aprendizaje sobre espectroscopia de absorción atómica". blogs.maryville.edu . Consultado el 2 de noviembre de 2017 .
  10. ^ Walsh, Alan; Becker-Ross, Helmut; Florek, Stefan; Heitmann, Uwe (19 de enero de 2006). AAS de fuente continua de alta resolución . Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. pag. 2.ISBN 9783527307364.
  11. ^ Rakshit, Amitava. "Conceptos básicos de seguridad en el laboratorio: normas y reglamentos comunes de laboratorio". La Asociación Internacional para la Ecología . Intelcol. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2016 . Consultado el 26 de septiembre de 2016 .
  12. ^ Preedy, Víctor R. (17 de abril de 2015). Flúor: química, análisis, función y efectos. Real Sociedad de Química. ISBN 9781782624929.

Otras lecturas

enlaces externos