Aula 5 Absorca Atomica
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Transcript of Aula 5 Absorca Atomica
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Espectroscopia de Absoro e Emisso AtmicaErik Galvo15/04/2008
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HistricoIsaac Newton - Primeiramente observou a luz solar atravessar um prisma
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Histrico1802, Wollaston ... Estudos sobre o espectro da luz solar1814, Fraunhfer ...descobriu raias visveis no espectro solar1832, Brewster ... Concluiu que as raias de Fraunhfer eram devidas presena de vapores na atmosfera
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HistricoDesenvolveram a Lei Fundamental da Absoro Atmica:Todos os corpos podem absorver radiao que eles prprios emitemInstrumento utilizado por Kirchoff e BunsenChama contendo Na, K e Li
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Alan Walsh e o prottipo do primeiro espectrmetro de Absoro Atmica(AA 1)Histrico
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Espectroscopia AtmicaConjunto de tcnicas fundamentadas na interao entre a radiao e os tomos no estado livreOs comprimentos de onda no qual estas variaes de energia ocorrem so exatamente os mesmos para emisso e absoro
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Espectroscopia AtmicaConjunto de tcnicas fundamentadas na interao entre a radiao e os tomos no estado livreOs comprimentos de onda no qual estas variaes de energia ocorrem so exatamente os mesmos para emisso e absoro
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Espectrometria de Absoro AtmicaBaseia-se na absoro de radiao eletromagntica de comprimento de onda especfico, por tomos livres gasosos no estado fundamentalLei de Lambert-Beer: It = Io (10-abc) a = constanteb = caminho pticoc = concentrao
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Espectrometria de Absoro AtmicaA relao entre a luz absorvida e concentrao do analito chamada de Lei de Lambert-Beer
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Espectrometria de Absoro Atmica
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FontesSistema que permite proporcionar a radiao necessria, na forma de linhasLmpada de ctodo oco (LCO)Bulbo de vidro contendo gs inerte (argnio) e ctodo elaborado com o elemento de interesse Emite somente linhas de interesseProcesso de sputteringExistem lmpadas multi-elementares
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FontesProcesso SputteringGs inerte excitado por descarga eltrica, precipitando-se em direo ao ctodo...A coliso provoca extrao de tomos do metal
Colises secundrias levam o tomo a um estado excitado
No seu retorno ao estado fundamental, o tomo emite a energia correspondente...especfica do metal
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Lmpada de descarga sem eletrodosBulbo de vidro contendo sal do elemento de interesseExcitao por radiofrequncia (bobina)
Mais intensa que LCO, Menos estvelFontes
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Permite minimizar rudo do sistema atomizadorPermite minimizar problemas devidos a variao instrumentalModulao do sinal
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Processo de atomizao
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Sistemas de atomizaoSistemas baseados em chamaCombustvel mais utilizado: acetileno (C2H2)Oxidante mais utilizado: arTemperatura da chama: 2100-2400 oCOutros oxidantes: xido nitroso (N2O)Temperatura da chama: 2600-2800 oC
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Zona de combustoprimriaZona de combustosecundriaRegioentrezonasMistura combustvel-oxidanteSistemas de atomizaoRegies de temperatura em uma chama
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Sistemas de atomizao
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Sistemas de atomizaoIntroduo da amostra - Nebulizador
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a) Nebulizao primriab) Nebulizao secundriaProcesso de desintegrao do filme lquidoSistemas de atomizao
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Sistemas de atomizaoSistemas eletrotrmicosForno de grafiteAmostra inserida em um tubo de grafite, aquecido eletricamenteMaior tempo de residncia do vapor atmicoMaior sensibilidadePequenos volumes de amostraAmostras slidas
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Sistemas de atomizaoPrograma de temperatura do fornoSecagem (50-200 oC) Eliminao do solventeCalcinao (200-800 oC)Eliminao da matrizAtomizao (2000-3000 oC)Produo de vapor atmicoLimpezaRemoo de gases produzidos na secagem e calcinaoReduzir a oxidao do tuboEvita a produo de gases txicos durante a atomizaoTempoTemperatura
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Sistemas de atomizaoSistema de gerao de hidretosGa, As, Se, Sn, Sb, Te, Pb Bi MH3 (volteis)Sistema de vapor frio Hg (voltil)
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MonocromadoresSistemas constitudos por espelhos, fendas e grades de difrao (prismas), utilizadas para selecionar comprimentos de onda desejados
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DetectoresSistema eletrnico que permite detectar a luz transmitida e transform-la em um sinal capaz de ser medido (eltrico)FototuboFluxo de ftons provoca emisso de eltronsGerao de corrente proporcionalao nmero de ftonsFotomultiplicadoraSimilar ao anteriorSinal multiplicado pela presena de dinodos
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A situao eletrnica perturbada por exposio luzGerao de corrente eltrica proporcional quantidade de luzFotodiodosDetectores
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BackgroundRadiao de fundo provocada pela presena de espcies moleculares (CN, C2 etc), as quais podem provocar absoro, emisso ou espalhamento
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Correo com lmpada de deutrioSistema eletrnico diferencia os dois sinaisBackground
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Correo com efeito ZeemanQuando o vapor atmico submetido a um forte campo magntico os nveis eletrnicos so desdobrados: amostra + background +: background
- + Sinal analticoBackground
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Espectrais (pouco freqente)
Problema: Superposio de linhas espectraisExemplo: V (308,211 nm) em Al (308,215 nm)Soluo: Escolha de outra linha (Al: 309,27 nm) Separao prvia do interferente
Problema: Presena de absoro molecularExemplo: CaOH em CaSoluo: Mudanas na estequiometria e temperatura da chamaBackground
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BackgroundQumicas
Problema: Formao (na chama) de compostos refratrios que dificultam a atomizaoExemplo:Presena de fosfato ou sulfato na determinao de Ca (formao de sais pouco volteis)Soluo: Aumentar temperatura da chama, adio de agentes liberadores (Sr, La), adio de agentes protetores (EDTA).
Problema: IonizaoExemplo: Elementos alcalino terrososSoluo: Utilizao de um tampo de ionizao (Na, K), espcies que criam uma atmosfera redutora
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BackgroundFsicas (de matriz)
Problema: Qualquer diferena fsica (ponto de ebulio, viscosidade, tenso superficial) entre amostras e padres de calibrao que alterem o processo de nebulizaoExemplo: Presena de Triton X-100 em suspensesSoluo: Fazer com que estas caractersticas sejam o mais parecidas possvel
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Absoro AtmicaPrincipais vantagens
Instrumentao relativamente simples e de custo moderadoLD baixos, especialmente com atomizao eletrotrmicaAnlises rpidas (10 s a 2 min)
Principais desvantagens
Tcnica uni-elementarSusceptvel a interfernciasAmostras slidas geralmente devem ser dissolvidas
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Caractersticas analticasErro mdio (chama): 1-2 %Limite de determinao: Chama: ppm, Forno: ppb
Pode ser melhorado...processos auxiliares...extrao por solventes
Limite de deteco: mnima concentrao que produz sinal distinguvel da radiao de fundo (3 x branco)
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Chama: aproximadamente 64 elementosForno: aproximadamente 55 elementosGerao de hidretos: 8 elementos Vapor frio: 1 elemento (Hg)
Ambiental: solos, guas, plantas, sedimentos...Clnica: urina, cabelo, outros fluidos...Alimentos: enlatados...Industrial: Fertilizantes, lubrificantes, minrios... Aplicaes
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FAAS Multielementar SeqencialSeleo rpida do comprimento de onda
Rpido ajuste do fluxo de gases
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FAAS Multielementar Seqencial
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Obrigado pela ateno de todos!!!