Espectrometria de Absorção Atômica

Apresentação em tema: "Espectrometria de Absorção Atômica"— Transcrição da apresentação:

1 Espectrometria de Absorção Atômica
(E AA) Prof. Dr. Luiz Gualberto

2 Elementos químicos analisados por EAA:
Na tabela periódica os que estão em ROSA

3 Amostras analisadas

4 Definição Técnica universal de análise instrumental para detecção quantitativa e determinação qualitatica de metais e semimetais, através da absorção da radiação eletromagnética por átomos livres no estado gasoso.

5 Princípio Átomos sob alta temperatura são convertidos a nível eletrônico e estes são capazes de absorver radiação UV-VIS em comprimento de onda específico, e esta absorção é proporcional da concentração dos mesmos.

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8 Esquema de EAA

9 Foto de EAA

10 Radiação Eletromagnética

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12 Absorção e emissão do sódio (Na)

13 Equação de Boltzmann

14 Valores da relação N1/No para alguns elementos

15 Linhas utilizadas em EAA

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17 Quantificação

18 Técnica de atomização Chama

19 Subdivisão em função do atomizador
Tipos de EAA Subdivisão em função do atomizador Atomização por chama: Acetileno-ar: 2100 – 2500°C Acetileno-óxido nitroso: 2600 – 2700°C Atomização eletrotémica: Forno de grafite: 1500 – 2600°C Descarga elétrica: 1500 – 3000°C Sistema de Geração de Hidretos: Com chama: 900 – 1400°C Forno de grafite: 750 – 1100°C Sistema de Geração a frio: Temperatura ambiente: Análise de Hg A quente: 800 – 1000°C

20 Itens do EAA Fonte de radiação Atomizador Monocromador Detector
Processador

21 Fonte de radiação

22 Lâmpada de catodo oco

23 Lâmpada de Descarga sem eletrodo

24 Lâmpada de Xenônio

25 Lasers

26 Converter íons ou moléculas em átomos no seu estado fundamental
Atomizador Converter íons ou moléculas em átomos no seu estado fundamental A amostra é introduzida via aspiração. O nebulizador controla o fluxo de amostra, produzindo a mistura. A câmara de mistura garante que a amostra misture com o oxidante e o combustível antes de entrar na chama. Um atomizador de chamas tem geralmente um queimador longo e estreito que serve de caminho para a amostra.

27 Estrutura de um nebulizador e queimador

28 Estrutura de nebulizador e queimador

29 Processo de atomização por Chama

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31 Tipos de chama Mistura de gases combustível e oxidante

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36 Atomização eletrotémica: Forno de grafite:
O tubo de grafite em um sistema de elevada corrente elétrica, capaz de aquecê-lo, sob atmosfera inerte.

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38 Processo de atomização via forno de grafite

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42 Atomização eletrotémica: Forno de grafite:
Vantagem: Pequena quantidade de amostra Análise direta de sólidos Desvantagem: Tempo de análise: 3 a 5 minutos Deterioração do tubo de grafite: 500 – 600 análises

43 EAA com chama versus EAA com Forno de Grafite

44 Sistema de Atomização de Geração de Hidretos
Reação de metais (As, Se, Sb, Bi, Ge, Sn, Te, Hg e Pb) com borohidreto de sódio ((NaBH4) em meio ácido 3BH H H3AsO H3BO AsH3 + 3H2O Os hidretos são gerados em recipientes separados e depois são transportados usando um gás inerte em direção ao sistema de detecção. Mercúrio (Hg): Deve ver produzido em ambiente frio, devido a sua alta pressão de vapor.

45 Sistema de Atomização de Geração de Hidretos

46 Sistema de Atomização de Geração de Hidretos

47 Sistema de Atomização de Geração de Hidretos

48 Atomização por Sistema de Geração a frio:
Temperatura ambiente: Análise de Hg

49 Atomização por Sistema de Geração a frio:

50 Atomização por Sistema de Geração a frio:

51 Monocromador Separa a linha de análise (comprimento de onda) de todas as outras linhas emitidas pela fonte de radiação Monocromador

52 Tipos de Monocromadores
Monocromador de Czenry-Turner Monocromador de Echelle

53 Largura da fenda do Monocromador
Sensibilidade e largura da fenda

54 Detector Covertem e amplificam a energia radiante em sinal elétrico através de multiplicação de elétrodos nos dinodos Detector

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56 Aplicações

57 Aplicações

58 Aplicações

59 Aplicações

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61 Comparação entre técnicas de atomização
Eletrotérmica x Chamas Requer pequenos volumes de amostras (5 – 100 μL) Permite analisar amostras sólidas sem pré-tratamento Fornece limites de detecção 100 – 1000 vezes maior para a maioria dos elementos

62 Desvantagens da atomização Eletrotérmica
As medidas são mais demoradas Efeito de matriz são superiores Precisão (5-10 %) é menor do que na chama (1%)

63 Vantagens da geração de hidretos
Interferência do efeito de matriz são reduzidos, pois o átomo do elemento é retirado da matriz da amostra. Baixos limites de detecção (ng/mL = ppb ou pg/mL = ppt)

64 Interferências Interferência espectral: determinação de alumínio baseada na linha em 308,215 nm, que é interferida pelo vanádio pela linha 308,211 nm, porém recorre-se a linha 309,27 nm para a análise do Alumínio Químicas: Eliminada pela atomização eletrotérmica ou chama mais quente N2O-C2H2 Física: Efeito de matriz

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67 ANÁLISE QUANTITATIVA  Sumário das equações:

68 - Enquanto é a abosrbância que é usada para produzir uma
ANÁLISE QUANTITATIVA    -       Enquanto é a abosrbância que é usada para produzir uma relação com a concentração é a transmitância qué é medida diretamente. -       Enquanto muitos instrumentos produzem ambos os tipos de leituras, a leitura de transmitância é mais fácil se um medidor esta envolvido e a absorbância é obtida por conversão.

69 Exemplo A absorbância de uma solução de concentração desconhecida de KMnO4 é 0,500 à 525 nm. Quando medida sobre condições idênticas uma solução de KMnO4 0,0001 M forneceu uma absorbância de 0,200. Determine a concentração da amostra desconhecida.