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Espectroscopia de absorción atómica

Instrumento de espectroscopia de absorción atómica de llama Un científico preparando soluciones para espectroscopia de absorción atómica, reflejado en la ventana de cristal de l...

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

La espectroscopia de absorción atómica ( EAA ) es un método de análisis elemental para determinar la concentración de metales en una muestra dada. [ 1 ]

El principio de la espectroscopia de absorción atómica (AAS) se basa en la vaporización de metales dentro de una muestra al ser expuesta a una llama. Cada metal en estado fundamental absorbe (y excita) radiación luminosa a una longitud de onda diferente. Esta singularidad permite que cada elemento metálico tenga su propio espectro de absorción , que corresponde a su identidad. La radiación total absorbida a una longitud de onda específica por un elemento en la muestra es proporcional a la densidad de átomos de dicho elemento. La cuantificación de esta relación se utiliza para determinar la concentración de metales específicos en la muestra. [ 2 ]

Historia

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

Alan Walsh describió por primera vez la AAS en un artículo titulado "La aplicación de los espectros de absorción atómica al análisis químico", publicado en 1955 por la revista Spectrachemica Acta . En este artículo, Walsh enfatiza la importancia de establecer una nueva técnica que pudiera proporcionar un método absoluto para producir estándares químicos confiables, algo que no estaba disponible en ese momento. Postula que, en lugar de utilizar métodos de espectroscopia emisiva, se puede utilizar un método de espectroscopia de absorción para obtener resultados precisos. [ 5 ] En 1960, James W. Robinson enfatiza que la principal ventaja de la AAS es su capacidad de no verse afectada por factores ambientales como otros elementos presentes en el espacio experimental. Antes de la AAS, la fotometría de llama se utilizaba comúnmente para determinar la concentración de iones metálicos, lo que puede producir una amplia gama de resultados debido a su sensibilidad a aspectos como los elementos presentes en el aire, la temperatura de la llama y los disolventes. La espectroscopia de absorción atómica (AAS) sortea estos problemas casi por completo debido a que se basa en las propiedades físicas y las interacciones de los átomos, que se encuentran mayoritariamente en el estado fundamental en comparación con los átomos que se encuentran mayoritariamente en estado excitado en la fotometría de llama. Estas comparaciones resaltan la utilidad de la AAS como una técnica novedosa en aquel momento. [ 6 ]

A principios de la década de 2000, los científicos se volcaron hacia la espectrometría de absorción atómica de línea continua de alta resolución (HS LC AAS), considerada revolucionaria en el campo, ya que la invención de la espectrometría de absorción atómica como HS LC AAS permitió superar las limitaciones anteriores. Dichas limitaciones incluían problemas como la medición y corrección precisas del fondo. Por esa época, también se comercializó el primer instrumento para HS LC AAS. [ 7 ]

Instrumentación

Diagrama de bloques del espectrómetro de absorción atómica [ 2 ]

Un espectrómetro de absorción atómica consta de numerosos componentes, como la fuente de radiación, el atomizador, las lentes de enfoque, el monocromador , el detector , el amplificador, el procesador de señal y, finalmente, la muestra. Sin embargo, las partes más cruciales de este instrumento son la fuente de radiación y el atomizador.

Fuentes de radiación

Las fuentes de radiación en los espectrómetros son las que excitan los átomos de la muestra. Proporcionan dos tipos de salida: fuentes continuas y fuentes lineales. Las fuentes continuas pueden emitir radiación electromagnética en un amplio rango de longitudes de onda. Las fuentes lineales emiten radiación electromagnética en longitudes de onda específicas. [ 8 ]

Lámpara de cátodo hueco (HCL)

Lámparas de cátodo hueco

Las lámparas de cátodo hueco (HCL) son una fuente de radiación común utilizada en AAS. La HCL se llena con un gas inerte a baja presión. En su interior, hay una copa hueca, el cátodo , que contiene la muestra. El ánodo es un hilo de tungsteno. Al aplicar un alto voltaje entre el ánodo y el cátodo, el gas comienza a ionizarse. Los iones del gas se aceleran hacia el cátodo, colisionan con el metal y pulverizan átomos del material. Estos iones metálicos se excitan y emiten longitudes de onda específicas de radiación que permiten la identificación de elementos. [ 2 ]

A menudo, se utilizan lámparas de un solo elemento donde el cátodo está compuesto predominantemente por compuestos con el elemento objetivo. Estas lámparas de un solo elemento proporcionan precisión con líneas de emisión específicas y estables que son específicas para cada elemento. [ 2 ] Existen lámparas multielemento con combinaciones de compuestos que contienen los elementos objetivo como cátodo, pero son menos precisas. Las lámparas multielemento tienen una sensibilidad ligeramente menor que las lámparas de un solo elemento, por lo que las combinaciones deben seleccionarse cuidadosamente para evitar interferencias espectrales. Los espectrómetros de absorción atómica pueden tener tan solo 1 o 2 posiciones para lámparas de cátodo hueco o, en espectrómetros multielemento automatizados, pueden disponer de 8 a 12 posiciones. Por lo general, se utilizan lámparas de un solo elemento separadas para diferentes elementos. [ 2 ]

Lámparas de descarga sin electrodos

Las lámparas de descarga sin electrodos (EDL) son otra fuente de radiación utilizada en AAS. Las EDL se utilizan frecuentemente en lugar de HCL cuando la muestra deseada consiste en metales volátiles (p. ej., arsénico) o metales de baja sensibilidad (p. ej., antimonio). Una pequeña cantidad de la muestra metálica se sella en un tubo de cuarzo al vacío lleno de un gas inerte a baja presión, generalmente argón. El tubo sellado se coloca en una cavidad de descarga de microondas, lo que permite que el gas se transforme en plasma . El gas en estado de plasma excita los átomos del metal. Los iones metálicos excitados emiten longitudes de onda que luego se detectan y se organizan en un espectro. [ 2 ]

Los EDL necesitan una fuente de alimentación independiente y podrían requerir más tiempo para estabilizarse.

Lámparas de deuterio

Las lámparas de clorhidrato de deuterio , clorhidrato de hidrógeno y descarga de deuterio se utilizan en AAS de fuente lineal para la corrección del fondo. [ 9 ] La intensidad de la radiación emitida por estas lámparas disminuye significativamente con el aumento de la longitud de onda, por lo que solo 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 emplear un monocromador de alta resolución. La lámpara emite radiación con una intensidad al menos un orden de magnitud superior a la de una lámpara de arco corto de xenón de alta presión típica: longitudes de onda que van desde 190  nm hasta 900  nm. Se ha desarrollado una lámpara especial de arco corto de xenón de alta presión , que opera en modo de punto caliente, para ser utilizada como fuente de radiación continua. [ 10 ]

Tipo de fuente AAS

La espectrometría de absorción atómica (AAS) se puede realizar con emisiones de fuente lineal o con emisiones de fuente continua.

Fuente lineal AAS

En la espectrometría de absorción atómica de fuente lineal (LS AAS), la alta resolución requerida para la medición de la absorción atómica se obtiene mediante la emisión de línea estrecha de la fuente de radiación. El monocromador debe separar la línea analítica de la radiación emitida por la lámpara. Esto generalmente se logra con un ancho de banda entre 0,2 y 2 nm, es decir, un monocromador de resolución media. Otra característica para que la LS AAS sea específica para cada elemento es la modulación de la radiación primaria y el uso de un amplificador selectivo 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 fundamental para la LS AAS. Para la LS AAS se suelen utilizar monocromadores simples del tipo Littrow o (mejor aún) del tipo Czerny-Turner. Los tubos fotomultiplicadores son los detectores más utilizados en la LS AAS, aunque los detectores de estado sólido podrían ser preferibles debido a su mejor relación señal-ruido . 

Fuente continua AAS

Cuando se utiliza una fuente de radiación continua para AAS, [ 11 ] se requiere un monocromador de alta resolución. [ 11 ] La resolución debe ser igual o mejor que la mitad del ancho de una línea de absorción atómica (aproximadamente 2 pm) para evitar la pérdida de sensibilidad y linealidad de la gráfica de calibración. Estos espectrómetros utilizan un monocromador doble compacto con un premonocromador de prisma y un monocromador de rejilla echelle para alta resolución. Se utiliza una matriz de dispositivo de carga acoplada (CCD) lineal con 200 píxeles como detector. El segundo monocromador no tiene rendija de salida; por lo tanto, el entorno espectral a ambos lados de la línea analítica se hace visible con alta resolución. Como normalmente solo 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 para el ruido de parpadeo de la lámpara, que es independiente de la longitud de onda, lo que resulta en mediciones con un nivel de ruido muy bajo; otras correcciones son para la absorción de fondo, que se discutirán más adelante. [ 11 ]

Atomizadores

Los atomizadores son los que permiten la atomización en AAS. La atomización es el proceso mediante el cual se produce la separación de moléculas en átomos individuales. Específicamente, los atomizadores en AAS pueden realizar este proceso al introducir la muestra en una llama de alta temperatura para que se produzcan átomos libres. [ 2 ]

Atomizadores de llama

Los atomizadores más antiguos y comúnmente utilizados en AAS son las llamas, principalmente la llama de aire- acetileno ( C₂H₂ ) con una temperatura de aproximadamente 2300  °C, y la llama de óxido nitroso (N₂O ) [ 4 ] -acetileno con una temperatura de aproximadamente 2700  °C. Esta última llama ofrece un entorno más reductor , ideal para analitos con alta afinidad por el oxígeno.

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

Las muestras líquidas o disueltas se utilizan habitualmente con atomizadores de llama. La solución de muestra se aspira mediante un nebulizador analítico neumático , se transforma en aerosol y se introduce en una cámara de pulverización, donde se mezcla con los gases de la llama y se acondiciona para que solo las gotas más finas (< 10  μm) entren en contacto con la llama. Este acondicionamiento reduce las interferencias, pero provoca que solo alrededor del 5 % de la solución llegue a la llama.

Sobre la cámara de pulverización se encuentra un cabezal de quemador que produce una llama de gran longitud lateral (generalmente de 5 a 10  cm) y de tan solo unos milímetros de profundidad. El haz de radiación atraviesa el eje longitudinal, y el caudal de gas de la llama puede ajustarse para obtener la mayor concentración de átomos libres. La altura del quemador también puede ajustarse para que el haz de radiación atraviese la zona de mayor densidad de átomos en la llama, lo que resulta en la máxima sensibilidad.

Los procesos de llama incluyen:

  • desolvatación (secado), en la que se evapora el disolvente dejando la muestra seca en nanopartículas.
  • vaporización , en la que las partículas sólidas se convierten en moléculas gaseosas.
  • atomización en la que las moléculas se disocian en átomos libres, y
  • ionización , donde (dependiendo del potencial de ionización de los átomos del analito y la energía de la llama) los átomos pueden convertirse parcialmente en iones gaseosos.

Cada una de estas etapas conlleva el riesgo de interferencia si el grado de transferencia de fase difiere entre el analito en el patrón de calibración y en la muestra. La ionización suele ser indeseable, ya que reduce el número de átomos disponibles para la medición, es decir, la sensibilidad.

En la espectrometría de absorción atómica con llama (AAS), se genera una señal constante mientras se aspira la muestra. Esta técnica se utiliza habitualmente para determinaciones en el rango de mg/L y puede extenderse hasta unos pocos μg/L para algunos elementos.

Atomizadores electrotérmicos

Desarrollo del método GFAA
Tubo de grafito

La espectrometría de absorción atómica electrotérmica (ET AAS) que utiliza atomizadores de tubo de grafito fue desarrollada por Boris V. L'vov en el Instituto Politécnico de San Petersburgo , Rusia, [ 12 ] desde finales de la década de 1950, e investigada en paralelo por Hans Massmann en el Instituto de Espectroquímica y Espectroscopia Aplicada (ISAS) en Dortmund, Alemania . [ 13 ]

Aunque a lo largo de los años se han utilizado diversos diseños de tubos de grafito, las dimensiones típicas son de 20 a 25  mm de longitud y de 5 a 6  mm de diámetro interno. Con esta técnica se pueden analizar directamente muestras líquidas/disueltas, sólidas y gaseosas. Se introduce un volumen medido (normalmente de 10 a 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. Este programa suele constar de las siguientes etapas: secado (evaporación del disolvente); pirólisis (eliminación de la mayor parte de los componentes de la matriz); atomización (liberación del analito a la fase gaseosa); y limpieza (eliminación a alta temperatura de los residuos que quedan en el tubo de grafito). [ 14 ]

Los tubos de grafito se calientan mediante su resistencia óhmica utilizando una fuente de alimentación de bajo voltaje y alta corriente; la temperatura en las etapas individuales se puede controlar con gran precisión, 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, siendo el primer método el que proporciona una distribución de temperatura más homogénea. El llamado horno de plataforma de temperatura estabilizada (STPF), propuesto por Walter Slavin, basado en la investigación de Boris L'vov, hace que la ET AAS esté prácticamente libre de interferencias. [ 15 ] Los componentes principales de este concepto son la atomización de la muestra desde una plataforma de grafito insertada en el tubo de grafito (plataforma de L'vov) en lugar de desde la pared del tubo para retrasar la atomización hasta que la fase gaseosa en el atomizador haya alcanzado una temperatura estable; el uso de un modificador químico para estabilizar el analito a una temperatura de pirólisis suficiente para eliminar la mayoría de los componentes de la matriz; y la integración de la absorbancia en el tiempo de la señal de absorción transitoria en lugar de utilizar la absorbancia de altura de pico para la cuantificación.

En la espectrometría de absorción atómica con ionización por electrospray (ET AAS), se genera una señal transitoria cuya 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 permite analizar directamente cualquier tipo de muestra, ya sea sólida, líquida o gaseosa. Su sensibilidad es entre dos y tres órdenes de magnitud superior a la de la espectrometría de absorción atómica con llama (AAS), lo que permite realizar determinaciones en el rango de microgramos (μg L⁻¹ ) (para un volumen de muestra típico de 20  μL) y en el rango de ng g⁻¹ ( para una masa de muestra típica de 1  mg). Presenta un alto grado de independencia de interferencias, por lo que la ET AAS puede considerarse la técnica más robusta disponible para la determinación de oligoelementos en matrices complejas.

Técnicas de atomización especializadas

Si bien los vaporizadores de llama y electrotérmicos son las técnicas de atomización más comunes, existen otros métodos disponibles para uso especializado. [ 16 ] [ 17 ]

Atomización por descarga luminiscente

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

El requisito para las muestras de atomizadores de descarga luminiscente es que sean conductoras de electricidad. Por consiguiente, los atomizadores se utilizan con mayor frecuencia en el análisis de metales y otras muestras conductoras. Sin embargo, con las modificaciones adecuadas, también pueden utilizarse para analizar muestras líquidas, así como materiales no conductores, mezclándolos con un conductor (por ejemplo, grafito).

Atomización de hidruro

Las técnicas de generación de hidruros emplean soluciones especializadas de elementos específicos. Esta técnica permite introducir muestras que contienen arsénico, antimonio, selenio, bismuto y plomo en un atomizador en fase gaseosa. Con estos elementos, la atomización con hidruros aumenta los límites de detección entre 10 y 100 veces en comparación con otros métodos. La generación de hidruros se produce al añadir una solución acuosa acidificada de la muestra a una solución acuosa al 1 % de borohidruro de sodio, todo ello contenido en un recipiente de vidrio. El hidruro volátil generado por la reacción es arrastrado a la cámara de atomización por un gas inerte, donde se descompone. Este proceso forma una forma atomizada del analito, que posteriormente puede medirse mediante espectrometría de absorción o emisión.

Atomización por vapor frío

La atomización por vapor frío es un método limitado a la determinación de mercurio debido a que es el único elemento metálico con una alta presión de vapor a temperatura ambiente. [ 18 ] Por ello, es importante para determinar compuestos orgánicos de mercurio en muestras y su distribución en el medio ambiente. El método comienza convirtiendo el mercurio en Hg²⁺ mediante oxidación con ácidos nítrico y sulfúrico, seguida de una reducción de Hg²⁺ con cloruro de estaño(II) . A continuación, el mercurio se introduce en un tubo de absorción de paso largo burbujeando 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 de esta técnica se encuentran en el rango de partes por mil millones, lo que la convierte en un excelente método de detección de mercurio.

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 ancho estrecho (unos pocos pm) hacen que la superposición espectral sea rara; solo se conocen unos pocos ejemplos en los que una línea de absorción de un elemento se superponga con la de otro. La absorción molecular, en cambio, 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 podría deberse a moléculas no disociadas de elementos concomitantes de la muestra o a gases de la llama. Debemos distinguir entre los espectros de moléculas diatómicas, que presentan una estructura fina pronunciada, y los de moléculas más grandes (generalmente triatómicas) que no muestran dicha estructura fina. Otra fuente de absorción de fondo, particularmente en ET AAS, es la dispersión de la radiación primaria en partículas que se generan en la etapa de atomización, cuando la matriz no pudo eliminarse suficientemente en la etapa de pirólisis.

Todos estos fenómenos, absorción molecular y dispersión de radiación, pueden generar una absorción artificialmente alta y un cálculo erróneo (incorrecto) de la concentración o masa del analito en la muestra. Existen diversas técnicas para corregir la absorción de fondo, las cuales difieren significativamente entre 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 usando técnicas instrumentales, y todas ellas se basan en dos mediciones secuenciales: [ 19 ] primero, absorción total (atómica más fondo), segundo, solo 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 corregidas de fondo es siempre significativamente inferior en comparación con las señales sin corregir. También debe señalarse que en LS AAS no hay forma de corregir (el caso raro de) una superposición directa de dos líneas atómicas. En esencia, hay tres técnicas utilizadas para la corrección de fondo en LS AAS.

Corrección de fondo de deuterio

Esta es la técnica más antigua y aún la más utilizada, especialmente en la espectrometría de absorción atómica con llama (AAS). En este caso, se emplea una fuente independiente (una lámpara de deuterio) con emisión amplia para medir la absorción de fondo en todo el ancho de la rendija de salida del espectrómetro. El uso de una lámpara independiente hace que esta técnica sea la menos precisa, ya que no puede corregir la absorción de fondo estructurada. Tampoco puede utilizarse en longitudes de onda superiores a unos 320  nm, puesto que la intensidad de emisión de la lámpara de deuterio se vuelve muy débil. El uso de clorhidrato de deuterio (HCl) es preferible a una lámpara de arco debido a la mejor concordancia entre la imagen de la primera y la del analito HCl.

Corrección de fondo de Smith-Hieftje

Esta técnica (que recibe su nombre de sus inventores) se basa en el ensanchamiento y la auto-inversión de las líneas de emisión del HCL al aplicar una corriente elevada. 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 tras la aplicación de un pulso de alta corriente con el perfil de la línea auto-invertida, que presenta poca emisión en la longitud de onda original, pero una fuerte emisión a ambos lados de la línea analítica. La ventaja de esta técnica es que solo se utiliza una fuente de radiación; entre sus desventajas se encuentran que los pulsos de alta corriente reducen la vida útil de la lámpara y que la técnica solo puede utilizarse para elementos relativamente volátiles, ya que solo estos presentan una auto-inversión suficiente para evitar una pérdida drástica 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 fondos estructurados.

Corrección de fondo por 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 desplazan a longitudes de onda mayores y menores, respectivamente. [ 20 ] La absorción total se mide sin campo magnético y la absorción de fondo con el campo magnético activado. El componente π debe eliminarse en este caso, por ejemplo, utilizando un polarizador, y los componentes σ no se superponen con el perfil de emisión de la lámpara, de modo que solo se mide la absorción de fondo. Las ventajas de esta técnica son que la absorción total y la de fondo se miden con el mismo perfil de emisión de la misma lámpara, de manera que cualquier tipo de fondo, incluido el fondo con estructura fina, puede corregirse con precisión, a menos que la molécula responsable del fondo también se vea afectada por el campo magnético y el uso de un modulador como polarizador reduzca 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 del fondo se realiza 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, no se requieren componentes adicionales para la corrección del fondo.

Corrección de fondo mediante píxeles de corrección

Ya se ha mencionado que en HR-CS AAS el ruido de parpadeo de la lámpara se elimina mediante píxeles de corrección. De hecho, cualquier aumento o disminución en la intensidad de la radiación que se observe en la misma medida en todos los píxeles seleccionados para la corrección se elimina mediante el algoritmo de corrección. Esto incluye, obviamente, una reducción de la intensidad medida debido a la dispersión de la radiación o la absorción molecular, que se corrige de la misma manera. Dado que 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 los que se pueden observar en ET AAS, no causan ningún problema. Además, como se utiliza el mismo algoritmo para la corrección del fondo y la eliminación del ruido de la lámpara, las señales con el fondo corregido muestran una relación señal-ruido mucho mejor en comparación con las señales sin corregir, lo que también contrasta con LS AAS.

Corrección de fondo mediante un algoritmo de mínimos cuadrados

La técnica anterior obviamente 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 la computadora. Estos espectros se multiplican por un factor para igualar la intensidad del espectro de la muestra y se restan píxel a píxel y espectro a espectro del espectro de la muestra mediante 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 pocos segundos. 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 AAS que puede corregir este tipo de interferencia espectral.

Aplicaciones

La AAS se utiliza habitualmente para medir la concentración de metales en una amplia variedad de sustancias. [ 6 ] Por ejemplo, la AAS se ha utilizado para medir la concentración de zinc en cabello y plantas, magnesio en suero sanguíneo, plomo en gasolina y metales pesados ​​en frutas. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Esta variedad de aplicaciones hace que la AAS se utilice en campos que van desde la agricultura hasta la medicina. [ 2 ]

Véase también

Referencias

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  21. ↑ David, DJ (1958-01-01). "Determinación de zinc y otros elementos en plantas mediante espectroscopia de absorción atómica" . Analyst . 83 (993): 655– 661. Bibcode : 1958Ana....83..655D . doi : 10.1039/AN9588300655 . ISSN 1364-5528 . 
  22. ↑ Pomeroy, Roland K.; Drikitis, Nikolajs; Koga, Yoshikata (agosto de 1975). "La determinación de zinc en el cabello mediante espectroscopia de absorción atómica" . Journal of Chemical Education . 52 (8): 544– 545. Bibcode : 1975JChEd..52..544P . doi : 10.1021/ed052p544 . ISSN 0021-9584 . PMID 1165253 .  
  23. ↑ Willis, JB (julio de 1959). "Determinación de magnesio en suero sanguíneo mediante espectroscopia de absorción atómica" . Nature . 184 (4681): 186–187 . Bibcode : 1959Natur.184..186W . doi : 10.1038/184186a0 . ISSN 0028-0836 . 
  24. ↑ Robinson, JW (1961). "Determinación de plomo en gasolina mediante espectroscopia de absorción atómica" . Analytica Chimica Acta . 24 : 451–455 . Bibcode : 1961AcAC...24..451R . doi : 10.1016/0003-2670(61)80094-9 .
  25. ↑ Roy, Tusar Kanti; Hossain, Sk Arafat; Islam, Md. Saiful; Mazrin, Mahjabin; Ismail, Zulhilmi; Ibrahim, Khalid A.; Idris, Abubakr M. (diciembre de 2025). "Evaluación de metales pesados ​​en frutas cultivadas comúnmente en un país en desarrollo: un estudio preliminar sobre la evaluación del riesgo para la salud" . Journal of Food Composition and Analysis . 148 108403. doi : 10.1016/j.jfca.2025.108403 .

Lecturas adicionales

  • B. Welz, M. Sperling (1999), Espectrometría de absorción atómica , Wiley-VCH, Weinheim, Alemania, ISBN 3-527-28571-7.
  • A. Walsh (1955), La aplicación de los espectros de absorción atómica al análisis químico , Spectrochim. Acta 7: 108–117.
  • JAC Broekaert (1998), Espectrometría atómica analítica con llamas y plasmas , 3.ª edición, Wiley-VCH, Weinheim, Alemania.
  • BV L'vov (1984), Veinticinco años de espectroscopia de absorción atómica en horno , Spectrochim. Acta Parte B, 39: 149–157.
  • BV L'vov (2005), Cincuenta años de espectrometría de absorción atómica ; J. Anal. Chem., 60: 382–392.
  • H. Massmann (1968), Vergleich von Atomabsorción und Atomfluoreszenz in der Graphitküvette , Spectrochim. Acta Parte B, 23: 215–226.
  • W. Slavin, DC Manning, GR Carnrick (1981), El horno de plataforma de temperatura estabilizada , At. Spectrosc. 2: 137–145.
  • B. Welz, H. Becker-Ross, S. Florek, U. Heitmann (2005), High-resolution Continuum Source AAS , Wiley-VCH, Weinheim, Alemania, ISBN 3-527-30736-2.
  • H. Becker-Ross, S. Florek, U. Heitmann, R. Weisse (1996), Influencia del ancho de banda espectral del espectrómetro en la sensibilidad utilizando AAS de fuente continua , Fresenius J. Anal. Chem. 355: 300–303.
  • JM Harnly (1986), Absorción atómica de múltiples elementos con una fuente continua , Anal. Chem. 58: 933A-943A.
  • Skoog, Douglas (2007). Principios de análisis instrumental (6.ª ed.). Canadá: Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-495-01201-7.
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